测试安装在测试车辆中的驾驶员辅助系统的功能性的方法

摘要

本发明涉及一种用于测试安装在测试车辆中的驾驶员辅助系统、尤其是对在机动车的纵向或横向导向部进行干预的驾驶员辅助系统的功能性的方法，所述驾驶员辅助系统根据由对在待测试的、行驶的测试车辆的环境中行驶的目标车辆进行检测的传感器所提供的信息而工作，其中所述测试车辆（2）借助于无线通信连接通过给出控制信号至少部分地控制目标车辆（3）的工作以有针对性地实施至少一个限定的行驶动作。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测试安装在测试车辆中的驾驶员辅助系统、尤其 是对机动车的纵向或横向导向部进行干预的驾驶员辅助系统的功能性的方 法，所述驾驶员辅助系统根据由传感器所提供的信息而工作，该传感器对 在待测试的、行驶的测试车辆的环境中行驶的目标车辆进行检测。

背景技术

在研发的框架中以及在驾驶员辅助系统、尤其是对纵向或横向导向部 进行干预的驾驶员辅助系统的认证的框架中，存在一系列限定的、规定的、 系统必须实践的测试情景。经受这种严格的测试线的驾驶员辅助系统可以 是那些用于对纵向交通碰撞进行报警的、所谓的FCW系统 （FCW=Forward Collision Warning前方碰撞预警），以及那些自动进行 制动过程的、通常也称为紧急制动助手的、所谓的AEB系统 （AEB=Automatic Emergency Brake自动紧急制动）。然而包括在其中的 还有跟随系统，即自动跟随一在前行驶的车辆且自动通过干预调节间距的 系统、例如像ACC系统（ACC=Adaptive Cruise Control自适应巡航控制）。

这些测试规定是相对较复杂的，将来估计还会进一步增大所述测试情 景的数量和复杂性。这尤其对测试的实施和结果分析提出了在待进行的测 试情景的可再现性和精确度方面的极高的要求。因为仅可由下述方式测试 驾驶员辅助系统的功能性，即，使测试车辆行驶，即提供真实的测试情况。 也就是说，待测试的车辆和在前行驶的、用作潜在的危险的障碍物的车辆 必须驶过精确的、时间上预先限定的行驶轨迹，该行驶轨迹由测试规定最 精确地限定。这样又设定了前提，即车辆的驾驶员需要长时间的训练阶段 以及必须经历多次尝试，直至完成要求数量的可再现的测试。另选地，车 辆可以配备花费极大的、可调节的行驶自动机械（技术），该行驶自动机 械被相应地编程并借助于额外的措施如相应的外部控制可以驶过期望的行 驶曲线（Fahrprofil）。

也就是说，执行所要求的必要的测试是花费极大、耗费时间、复杂且 与高的成本联系在一起的。然而，尤其并不总是像要求的程度那样得到可 再现性。把要求的测试改变或扩展新的测试情景或测试变型需要巨大的花 费。

发明内容

因此，本发明的目的在于，给出一种用于测试这种驾驶员辅助系统的 功能性的、相对于目前为止已知的方法加以改进的方法。

为了实现该目的，在一开头所述类型的方法中根据本发明设计了，测 试车辆借助于无线通信连接通过给出控制信号至少部分地控制目标车辆的 运行以有针对性地执行至少一个限定的行驶动作。

在根据本发明的方法中，在测试车辆中安装有其功能性待测试的驾驶 员辅助系统，该测试车辆用于控制要执行限定的、通过测试规定来规定的 行驶动作的目标车辆。也就是说，测试车辆可以说是主车辆，而通过主车 辆控制的目标车辆近似为从车辆。数据传输、即控制信号从测试车辆至目 标车辆的传输是无线进行的。对控制目标车辆或其组件（例如发动机、转 向装置、制动系统等）以使目标车辆驶过期望的行驶轨迹来说必要的所有 控制信号都被传递，近似于说测试车辆或其驾驶员辅助系统必须对该控制 信号作出反应。

因此，通过这种控制或数据通信实现了，精确地从目标车辆方面描摹 各自的测试规定所要求的行驶情景和行驶轨迹。例如在目标车辆后方行驶 的测试车辆可以如此控制目标车辆，使得目标车辆以确定的速度行驶，而 测试车辆本身以确定的速度跟随该目标车辆。其可以控制目标车辆以实施 相应的预定的加速度或减速度，或者如果可以的话，控制目标车辆以进行 转向干预，以便变换车道等。因此借助于通过测试车辆的主控制可描摹大 量不同的测试情景，而为此不需要高度熟练的人员或者可能的行驶自动机 械。当然还需要测试驾驶员，出于安全原因该测试驾驶员驾驶两个车辆， 然而不需要测试驾驶员来实施来自测试规定的待执行的对速度剖面/曲线 （profil）、减速度剖面的调节或操纵。而是，这仅通过由测试车辆对目标 车辆的控制来进行，测试车辆本身当然根据测试规定而调节在其自身速度、 加速度、减速度等方面的相应的理论参数。

因此，从-目标车辆根据由主-测试车辆给出的控制信号完成确定的行 驶动作，测试车辆的待测试的驾驶员辅助系统相应地对此行驶动作作出反 应。从测试车辆方面记录下这种反应并可以对其进行精确地分析。同时得 到了极高程度的可再现性，因为测试情景近似作为自动的测试过程由测试 车辆和目标车辆“自己”驶过，也就是说，可以自动调节和任意次地重复 所期望的、需要的速度剖面、减速度等。当然测试过程的可能的变化也是 可以实现的，只需要改变与控制信号的给出有关的编程，该控制信号一方 面由测试车辆发送至目标车辆，且另一方面该控制信号在测试车辆侧为了 其自身的运行而存在。

向目标车辆传输的控制信号优选基于设置在测试车辆中的、对目标车 辆进行检测的传感器的检测信号或者基于外部传感器的检测信号而确定， 该外部传感器检测并处理由机动车提供的位置数据。测试车辆基于车辆自 身的传感系统或传感系统组件（例如前部传感系统，像雷达传感器、激光 传感器、视频摄像机，或者具有布置在车尾的相应的雷达传感器等的车尾 传感系统），也就是说，主车辆中用于从车辆的控制信号基于主车辆的自 身的环境传感系统的传感器数据来产生。例如，主车辆向前“驱动”从车 辆，通过其前部传感系统连续地确定两个车辆之间的间距，以及相应的相 对速度，以及目标车辆的实际速度和自身速度。此外，还实现了作为测试 的前提条件或输出参数的、限定的输出比例/输出关系，以及连续地确定从 车辆的经历了测试情景的随后的减速度等。

任意传感器如视频摄像机、前部传感器等可用作车辆自身的传感器。 然而可选地或附加地，也可以例如在DPGS控制系统（DPGS=Digital  Global Positioning System数字全球定位系统）的框架内使用参考传感器/ 基准传感系统，参考传感器在车辆外部当地地例如安装在相应的测量电杆 上，DPGS控制装置包括当地的固定的基站连同两个车辆中的相应的传感 系统，其中所述基站从车辆的传感器信号确定相应的速度数据和距离数据 等，而该速度数据和距离数据又被发送至测试车辆，随后该测试车辆把这 些数据转换为控制信号并继续传递。

两个机动车有利地通过双向的通信（装置）彼此通信，也就是说，两 个车辆或中央地为执行测试而设置在各个车辆中的相应的控制器始终通过 定义的协议而交流，从而双方一直已知，实际存在哪些内部状态，从而整 个过程保持可监控和可诊断。

如上面已经描述过的，测试车辆优选在加速或制动行为以及转向行为 方面控制目标车辆。通过控制加速或制动行为，例如可以测试跟随系统如 前述的ACC系统的功能性，例如当在前行驶的车辆加速时，该跟随系统 在何种程度上控制车辆跟随，或者在减速的情况下在何种程度上控制自身 的制动干预。还可以在剧烈减速时测试制动辅助系统即AEB系统，或者碰 撞预警系统即前述的FCW系统等。通过控制转向行为例如也可以以下述 方式测试FCW系统和AEB系统的功能性，即：例如模拟目标车辆在测试 车辆前方插入车道的过程等。然而通过如此控制目标车辆，使目标车辆在 侧向错开的车道上接近测试车辆，还可以测试一种目标车辆从后方接近的 情景，例如用以测试换道辅助系统，该换道辅助系统尝试通过检测接近的 车辆而避免死角并在本身故意的换道中发出报警信号。

在本发明的改进方案中，测试车辆可以如此控制目标车辆，即首先通 过给出控制信号而在相应的实际速度、相对速度、间距和/或相对位置方面 达到目标车辆相对于测试车辆的、限定的、通过传感器检测的行驶状态， 然后给出用于执行行驶动作的控制信号。在执行真正的测试情景之前，亦 即当完成了限定的行驶动作时，测试车辆首先如此控制目标车辆，使得目 标车辆使用一定的行驶参数，即以一定的实际速度行驶，或者距测试车辆 具有某一预定的间距，当然也如此控制测试车辆自身，使得保持确定的参 数如实际速度等。对预给定和定义测试规定的边界条件进行调节。随后才 利用给出测试控制信号开始真正的测试。

出于安全原因，宜从目标车辆方面对接收到的控制信号进行可信性检 查，接收到的控制信号的转换或实施基于检查结果来进行。由此从目标车 辆方面确保没有“无意义的”控制数据被处理，以便避免可能的事故或其 它的危险情况。

与测试相关的结果信息——即对驾驶员辅助系统或与之相联系的传感 系统或致动器系统等的性能的检测——利用设置在测试车辆中的传感器或 者借助于对由机动车提供的位置数据进行检测和处理的外部传感器来确 定。也就是说，测试车辆本身可以进行自身诊断，然而也可以设想，通过 前面已经提到的DGPS系统检测相应的结果，即可以确定减速行为等。在 这种情况下包括了参考传感系统，该参考传感系统可能导致分析精度的改 善。

在本发明的改进方案中，用于执行行驶动作的、由测试车辆进行的控 制只有在通过目标车辆的驾驶员给出释放信号之后才能实现，其中优选通 过状态指示器向目标车辆的驾驶员指示，是否足够稳定地达到了可能对执 行行驶动作来说必须的行驶状态。因此，当目标车辆的驾驶员给出释放信 号时，即当确保：在任何情况下在任何时刻始终具有接管权的驾驶员放开 测试（权）时，才进行真正的测试。对此可以设想，向驾驶员发出例如形 式为颜色信号灯的状态指示，通过该状态指示表明了，足够长时间地—— 例如5至10秒——稳定地保持了作为测试基础的输出参数（例如实际速度、 相对间距等），从而驾驶员了解了，满足了测试框架条件和可以正常进行 测试。

如前面已经说过的，目标车辆的驾驶员在任意时刻都具有关于其自身 车辆的接管权。在通过测试车辆控制目标车辆期间，每次操作油门踏板、 制动踏板或转向盘都导致直接中断外部控制。相应情况也适用于测试车辆 的驾驶员，也就是说，测试车辆的驾驶员也始终具有接管权。

除了该方法之外，本发明还涉及一种用于测试驾驶员辅助系统的功能 性的测试系统，该测试系统包括具有安装的、待测试的驾驶员辅助系统的 测试车辆，以及目标车辆，其中测试车辆和目标车辆通过无线通信连接进 行通信以传输控制信号。测试系统设计为用于实施所述的方法。

在此，两个车辆的通信优选是双向的，也就是说，它们分别具有一用 于双向信号转移的发射和接收设备。

通常在车辆中安装了不同的总线系统，在总线系统上附接有不同的控 制器，这些控制器具有相配设的致动器系统和传感器。在每个总线上，信 号以确定的消息和信号结构通信。为了能特定于总线地编辑控制信号，目 标车辆有利地设置有信号转换器，该信号转换器用于把特定于致动器的控 制信号——该控制信号由测试车辆给出且用于控制确定的致动器——转换 为目标车辆所需的特定于总线的信号结构。为了使特定于总线的控制器能 真实地识别和处理属于其的信号，这是必要的。

附图说明

由下文描述的实施例以及根据附图得到本发明的其它优点、特征和细 节。附图示出：

图1示出第一实施方案的测试系统的原理图，以及

图2示出第二实施方案的测试系统的原理图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的测试系统1，其适合用于执行根据本发明的方 法。设置有测试车辆2以及目标车辆3。在测试车辆2中安装了待测试的 驾驶员辅助系统、例如FCW系统，即碰撞检测系统。该驾驶员辅助系统 在其功能性上一方面软件技术地形成在合适的系统控制器4中，另一方面 该驾驶员辅助系统包括不同传感器5——在此为前部传感器，例如像超声 波传感器或雷达传感器——的传感器信号。控制器4附接在车辆总线6上， 在该示出的例子中，其它的控制器7、8、9以及这些控制器所属的未详细 示出的执行系统或传感系统等也附接在该车辆总线6上。此外在该示出的 例子中，还设置了另外的车尾传感器10，该车尾传感器配属于其它的驾驶 员辅助系统，例如像车道变换辅助系统。

此外，测试系统1还包括安装在测试车辆2中的控制计算器11，该控 制计算器与总线6通信且从总线截取重要的、对控制计算器的控制任务必 要的、形式为传感器信号等的数据。该控制计算器配设有包括所属的发射 天线13在内的发射和接收设备12，该发射和接收设备设置用于至目标车 辆3的无线的双向的数据转移。

目标车辆3本身同样也包括组合的发射和接收设备14，在该发射和接 收设备14后面连接有转换器15。该转换器15能够把由测试车辆2传输的、 用于运行或控制安装在目标车辆3中的致动器的控制信号相应地转换为总 线16（在该示出的例子中仅示出一个总线）的消息和信号结构，从而多个 附接在总线16上的、特定于致动器系统的控制器17、18、19以正确的形 式接收相应的控制信号。当然还可以包括多于三个的控制器。

控制信号用于相应地控制这些致动器系统。这些致动器系统设计成， 利用这些致动器系统可以从目标车辆3这方面实行完全确定的、被限定的 行驶运行并进而实施限定的行驶动作。例如，控制器17是发动机控制器， 通过该控制器控制目标车辆3的发动机，以便调节实际速度。控制器18 控制例如制动系统，以便实行有目的的减速，直到完全制动，而控制器19 控制例如转向致动机构，以便实行有目的的错车和转弯动作，而驾驶员（当 然是坐在目标车辆中的驾驶员）不必为此有所行动。当然在测试车辆中也 坐着驾驶员，但该驾驶员在控制措施期间同样也不必行动。

在使用测试车辆2的传感系统的情况下产生由测试车辆2发送至目标 车辆3的控制信号。所述传感系统例如传感器5持续地检测例如距目标车 辆3的距离，由此还可以推断出相对速度以及目标车辆的实际速度等。测 试车辆2可以通过这种方式近似于使目标车辆3“向前行进”，并调节被 限定的速度状态和间距状态，所述速度状态和间距状态例如是随后传输各 控制信号的基础，所述控制信号用于实施例如强制动过程等的完全确定的 行驶动作。当然控制计算器11最后也至少部分地控制测试车辆的运行，因 为测试车辆也必须使用确定的基本的行驶参数、例如限定的实际速度以实 施辅助系统。

下面根据一个例子描述一种测试情景以及其根据本发明的实施。

假设碰撞辅助系统即FCW系统安装在要被测试的测试车辆2中。根 据这种系统的测试规定，两个车辆2、3分别以72km/h（±1.6km/h的公 差）以间距30m（±2m的公差）行驶至少5秒。一旦恒定地建立了这种 状态，在前行驶的车辆就必须以限定的由-2m/s²到-3m/s²的减速加速度减 速并以该值恒定地继续制动。由于与从车辆即目标车辆3相较起到主车辆 作用的测试车辆2在没有减速的情况下越来越近地朝着目标车辆3行驶， 测试车辆2必须以报警的干预措施在限定的时间窗内对逐渐变得危急/临界 的情况作出反应。

在这种情况下根据本发明的方法以如下方式工作：

a）测试车辆2在目标车辆3后方行驶，并激活用于目标车辆3的“外 部控制”，也就是说，从控制计算器11方面承担外部控制运行，建立至目 标车辆3的通信连接。

“外部控制”在该示出的例子中以测试车辆2的前部传感器5检测到 的数据为依据。周期性地检测并处理目标车辆3的位置，也就是说，传感 器5连续地检测目标车辆3的尾部。借助于该数据并基于自身的行驶状态 （该行驶状态由控制计算器11通过总线6连续地截取），在控制计算器 11中借助调节装置产生用于目标车辆3的控制指令。

b）测试车辆2的调节装置、即控制计算器11的调节装置现在能够允 许目标车辆3以可在线调节的或固定地预先设定的距离-窗、相对速度-窗 或时间间隔-窗在前方行驶，也就是说，测试车辆2向前“推动”目标车辆 3。在该例子中，调节装置设置成，使得目标车辆3基于时间间隔调节被测 试车辆2从外部控制，其中如此应用时间间隔调节，即在72km/h（对应于 20m/s）的参考速度下，保持精确的30m的距离值。也就是说，用于调节 策略的理论时间间隔为1.5s。

测试车辆2中的控制计算器11示例性地提供下列参量作为用于目标车 辆3的“外部控制”的控制信号：用于目标车辆3的制动系统的制动力矩 或减速度理论值、用于目标车辆3的发动机系统的驱动力矩或加速度理论 值、用于目标车辆3的转向系统的转向力矩或转向角，必要时还有用于目 标车辆3的可能的被设定的驻车制动的控制信号、用于目标车辆3的变速 器或组合仪器的控制信号等。

c）为了使目标车辆3可以按照主车辆即测试车辆2的期望行驶而必要 的控制信号通过无线的接口——在此即发射和接收设备12连同天线 13——传递至目标车辆3的发射和接收设备14，如通过图1中的双箭头示 出的那样。额外地还传递状态信号，该状态信号用于通信监控和通信检查。

d）如果在目标车辆3中接收到可信的控制信号（也就是说，从发射和 接收设备14或转换器15方面进行可信性检查），那么根据随后联系哪个 系统，把控制信号继续传递至相应的车辆控制器17、18、19并从那里借助 所属的致动器系统组件功能性地对其进行处理，从而进行期望的系统反应。 控制器例如配设有ESP（ESP=elektronische 电子稳 定性程序）的、发动机的、制动系统等的控制器。通过转换器15（旁通连 接装置）进行至总线16的连接，该转换器形成了在基于总线系统16的正 确的消息和信号结构内部的必要的控制信号，从而能够由接收器-控制器相 应地处理和转换或实施该控制信号。

e）在此处描述的情况下调节下述状态，即只要测试车辆以72km/h行 驶，目标车辆就以相同的速度和恒定的30m间距在前行驶。由该能可再现 地示出的状态可以从主-测试车辆2的方面沿目标车辆3的方向传递任意的 预先设定的减速度剖面，从而可以走过期望的测试情景。

因此在这种情况下测试车辆2传递这样的控制信号，该控制信号限定 从-2m/s³的减速加速度到-3m/s²的减速度值，这随后从控制器18方面接收 并通过相应的所配属的致动器进行转换或实施。也就是说，目标车辆3限 定性地对应于测试规定进行制动。

f）测试车辆2和目标车辆3始终通过被定义的协议交换内部状态，从 而双方一直实际上已知各个状态并保持可监控且可诊断所述过程。

g）因此，目标车辆3中的驾驶员本身不必再进行测试动作，然而驾驶 员保持必要的安全主管权。也就是说，驾驶员必须释放其车辆的外部控制， 例如为了由测试车辆2开始“接管”，以便调节输出状态（在恒定的30m 距离时恒定的72km/h），以及尤其以便传输自身的测试控制信号（在此即 为减速加速度）。例如，只有当驾驶员已经给出一释放信号时才能进行这 种信号传输，在将所述静止的稳定的状态向目标车辆3的无线的接口通知 一段时间之后通过该接口来传输该释放信号。然而，驾驶员也可以随时再 次倒退所述释放并进而再次完全本身接管车辆驾驶。这本来就发生在对制 动踏板、油门踏板和转向装置的每次主动的驾驶员干预中。

例如可以在WLAN基础上进行通过双向的数据通信连接装置的数据 传输。然而当然也可以设想其它通信模式。

作为对唯一的在控制计算器11中的控制信号确定的代替，可选地也可 以设想，把参考传感系统/基准传感系统结合在测试系统1中。为此，设置 了具有相应的测量传感系统的未进一步示出的电杆，该测量传感系统与两 个车辆通信，这两个车辆连续地传输其位置数据。也就是说，设置了DGPS 系统。从外部基站方面确定的数据可以提供给控制计算器11，随后该控制 计算器把该数据转换为控制信号或者由此得到控制信号。也就是说，使用 外部的参考传感系统。然而这不是强制必须的。

总之通过所述的方式可以保证高精度地实施测试，也就是说，在不需 要对此的任何重大的驾驶员操纵的情况下，行驶动作极其精确地进行，始 终仅在完全确定的、限定的边界条件下走过，以及始终仅利用完全确定的 预先限定的动作参数进行。

图2示出一可比较的测试系统1，其中对相同的部件使用了相同的附 图标记。

和图1中的测试系统1不同，在此设置了可碰撞的目标模拟器20，该 目标模拟器布置在目标车辆3的支承件21上。在此，目标车辆3用作用于 目标模拟器20的载体车辆。在测试车辆2必须和目标模拟器碰撞的功能测 试中设置有这种设计结构。

然而，该测试系统1的功能方式与图1的相同。