一种用于自动驾驶汽车实际道路测试的可视化记录设备的制作方法

1.本发明实施例涉及使用软件实现测试的技术领域，尤其涉及一种用于自动驾驶汽车实际道路测试的可视化记录设备。


背景技术：

2.自动驾驶汽车测试是自动驾驶研发中的重要环节，也是自动驾驶技术发展的重要支撑，在一系列相关政策和技术规范的保障下，在不断增加开放测试道路的长度。
3.在实际道路测试过程中，需要测试汽车在自动驾驶模式下的驾驶表现，例如，会否发生碰撞，车间距的保持以及变道转向能力等。但是，车辆很难一直维持在运行设计条件(operational design condition，odc)内，使得车辆处于自动驾驶激活状态的有效时长较短，无法对自动驾驶的功能进行充分测试，测试效率低下。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种用于自动驾驶汽车实际道路测试的可视化记录设备，以通过可视化的方式展示被测车辆是否在odc内，如未满足odc，则通过可视化的方式展示因何种原因未满足odc，以便测试人员调整自动驾驶汽车的相关数据，增加自动驾驶汽车实际道路测试的有效时长，提升测试效率。
5.本发明实施例提供了一种用于自动驾驶汽车实际道路测试的可视化记录设备，包括：存储器，用于存储被测自动驾驶汽车的运行设计条件odc数据，所述运行设计条件odc数据根据种类划分为多组数据；输入接口，用于在实际道路测试过程中，根据所述odc数据的种类实时采集所述被测自动驾驶汽车的相关数据；将所述相关数据和采集时刻存储到所述存储器中；处理器，用于从所述存储器读取所述odc数据，并调用绘制工具绘制与每组数据分别对应的线条，所述线条两两交叉围成所述odc平面，时间轴与所述odc平面垂直并与odc平面构成三维空间，所述三维空间包括odc内部三维区域和odc外部三维区域，所述odc外部三维区域被多条线条划分为多个odc外部三维子区域；从所述存储器实时读取所述相关数据和采集时刻，将每次采集到的所述相关数据和采集时刻映射为所述三维空间中的点，将相邻时刻的点连接形成轨迹；调用所述绘制工具将所述三维空间和轨迹实时显示到显示屏上；所述处理器，还用于调用所述绘制工具将所述三维空间的odc内部和多个odc外部三维子区域进行可视化区分；显示屏，用于实时显示三维空间和轨迹。
6.本发明实施例提供了一种新颖的自动驾驶汽车实际道路测试的可视化记录设备，包括存储器、输入接口、处理器和输出接口，可以将odc数据和时间轴映射为三维空间，并在三维空间中绘制被测自动驾驶汽车的轨迹；而且，将所述三维空间的odc内部和多个odc外
部三维子区域进行可视化区分，可以直观地看出汽车从哪个odc边界驶出，以便测试人员调整对应的相关数据，从而增加自动驾驶的有效时长，提升测试效率。
附图说明
7.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
8.图1是本发明实施例提供的一种用于自动驾驶汽车实际道路测试的可视化记录设备的结构图；图2是本发明实施例提供的odc平面与时间轴构成的三维空间的示意图；图3是本发明实施例提供的三维空间的俯视图；图4是本发明实施例提供的轨迹与三维空间的示意图；图5是本发明实施例提供的仅一种相关数据不符合时的映射点示意图；图6是本发明实施例提供的两种相关数据不符合时的映射点示意图；图7是本发明实施例提供的所有相关数据不符合时的映射点示意图。
具体实施方式
9.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
10.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
11.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
12.本发明实施例提供一种用于自动驾驶汽车实际道路测试的可视化记录设备，其结构图如图1所示，可适用于针对自动驾驶汽车进行实际道路测试的情况。该设备可以搭载在被测自动驾驶汽车上，也可以独立于被测自动驾驶汽车。
13.结合图1，该设备包括存储器、输入接口、处理器和显示屏。存储器、输入接口、处理器和显示屏可以通过总线连接，本实施例不作限定。
14.存储器用于存储被测自动驾驶汽车的运行设计条件odc数据，运行设计条件odc数据根据种类划分为多组数据。可选的，odc数据为三个种类，分别是1）设计运行域odd，2）车
辆状态，3）驾乘人员状态和其它必要条件。每个种类具有多个数据。
15.在实际应用场景中，通过输入接口输入被测自动驾驶汽车的odc数据，并存储至所述存储器。一般由用户手动输入。有些odc是量化的，例如速度限制，可以直接输入至该设备；有些odc不是量化的，例如天气、日照、昼夜、风的环境条件，将这些odc进行量化处理，例如将晴天量化为0，将雨天量化为1，将雪天量化为2，再输入至该设备。
16.输入接口可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体的，输入接口用于在实际道路测试过程中，根据odc数据的种类实时采集所述被测自动驾驶汽车的相关数据；将所述相关数据和采集时刻存储到所述存储器中。可以理解的是，odc数据有哪些种类，就采集被测自动驾驶汽车的哪些种类的相关数据，以便在odc构成的空间中映射到点。在存储器中，将每个采集时刻以及该采集时刻的相关数据（按照odc种类进行分组）对应存储到数据库。
17.本实施例不限定处理器的种类，可以是微处理器或者中央处理器，可以通过接口调用绘制工具，例如图像用户界面gui。具体的，处理器，用于从存储器读取odc数据，并调用绘制工具绘制与每组数据分别对应的线条，可以是直线或曲线。示例性的，图2是本发明实施例提供的odc平面与时间轴构成的三维空间的示意图。odc数据的种类为三种，则绘制3条直线。三条线两两条交叉围成odc平面，时间轴与所述odc平面垂直并与odc平面构成三维空间。三维空间包括odc内部三维区域和odc外部三维区域，所述odc外部三维区域被多条线条划分为多个odc外部三维子区域；参见图2，共有6个odc外部三维子区域，分别编号为1~6。需要说明的是，odc数据的种类可以根据人为定义去划分，种类可以是3种以上，相应的，线条的数量也是3条以上。
18.在实际道路测试过程中，处理器还用于从所述存储器实时读取所述相关数据和采集时刻，将每次采集到的所述相关数据和采集时刻映射为所述三维空间中的点，将相邻时刻的点连接形成轨迹；调用所述绘制工具将所述三维空间和轨迹实时显示到显示屏上。
19.具体的，采集时刻决定了所映射的点在时间轴的什么位置，相关数据决定了所映射的点在与时间轴垂直的平面上的位置。随着测试的进行，会得到多个时刻的点。每映射得到新的点，则将新的点与相邻时刻的点连接形成轨迹，从而随着测试的进行，轨迹不断延长。用户可以在显示屏上观看到轨迹在三维空间中的动态变化情况。对于轨迹上的每个坐标点，其坐标矩阵可以定义为（x,y,z,t），其中，t为时间，x,y,z分别为元素序列，x包括odd的数据，y包括车辆状态的数据，z包括驾乘人员状态数据和其它必要条件的数据。存储器用于存储每个t对应的坐标矩阵，以及自动驾驶系统的动作。
20.处理器，还用于调用所述绘制工具将所述三维空间的odc内部和多个odc外部三维子区域进行可视化区分，可视化区分至少包括填充不同的颜色，还可以填充不同的灰度，或者不同的标识或图案。图3是本发明实施例提供的三维空间的俯视图，时间轴不可见。odc内部填充为白色，按照三原色原理填充odc外部三维子区域。
21.可选的，处理器还用于调用绘制工具将三维空间的odc内部和多个odc外部三维子区域内的轨迹进行可视化区分，例如将轨迹填充为与所在区域相同的颜色。
22.本发明实施例提供了一种新颖的自动驾驶汽车实际道路测试的可视化记录设备，包括存储器、输入接口、处理器和输出接口，可以将odc数据和时间轴映射为三维空间，并在三维空间中绘制被测自动驾驶汽车的轨迹；而且，将所述三维空间的odc内部和多个odc外
部三维子区域进行可视化区分，可以直观地看出汽车从哪个odc边界驶出，以便测试人员调整对应的相关数据，从而增加自动驾驶的有效时长，提升测试效率。
23.在一些实施例中，处理器还用于识别到所述轨迹穿出所述odc内部的目标线条，将所述目标线条对应的odc数据显示到显示屏上，以供测试人员调整自动驾驶汽车的相关数据。odc内部由多条线条包围而成，为了方便描述和区分，将轨迹穿出odc内部的线条称为目标线条。
24.图4是本发明实施例提供的轨迹与三维空间的示意图，在b点，轨迹从odd对应的线条穿出，则将odd数据显示到显示屏上。测试人员看到odd数据后，可以操纵车辆以满足odc中的odd数据，以便令车辆进入自动驾驶模式，继续测试。
25.在一些实施例中，处理器，还用于监听实际道路测试过程中的关键事件，并从存储器中读取发生关键事件前后的相关数据，输出到所述显示屏上。关键事件可根据测试项目来确定，例如碰撞事件、超车事件和变道事件等。通过将关键事件前后的相关数据输出到显示屏上，有利于测试还原和测试分析。
26.下面详细介绍相关数据和采集时刻的映射过程。将每次采集到的所述相关数据和采集时刻映射为所述三维空间中的点，包括以下两步。
27.第一步：根据每次采集到的采集时刻确定时间轴上的位置，以及所述位置处的odc截面。参见图4，a点为k时刻，则在k时刻对应的odc截面上确定具体位置。
28.第二步：确定相关数据中不符合对应种类的odc数据的相关数据，并计算不符合的所述相关数据与对应种类的odc数据的距离，根据所述距离将所述不符合的相关数据映射为所述odc截面上的点。
29.第一种情况下，如果仅一种相关数据不符合对应种类的odc数据，计算不符合的所述相关数据与对应种类的odc数据的距离。相同种类的相关数据与odc数据之间的距离可以采用两个数组之间的距离表示，例如采用欧式距离计算。
30.然后，根据距离将所述不符合的相关数据映射为所述odc截面上、处于odc外部的点。具体的，在计算出距离之后，根据距离确定在所述odc数据对应线条的外侧的任一点，作为映射的点。参见图5，采用三条直线和时间轴构成三维空间，在odc外部绘制平行于odd对应直线的虚线，直线与虚线相距前述“距离”的长度。在该虚线上且与另两条直线的交点之间，确定任一点作为映射的点q1。
31.第二种情况下，如果两种相关数据不符合对应种类的odc数据，计算不符合的所述相关数据与对应种类的odc数据的距离，具体的，计算不符合的所述相关数据与对应种类的odc数据的两个距离。例如采集的odd数据与车辆状态不符合odc中的odd数据与车辆状态，则计算采集的odd数据与odc中的odd数据的第一距离，计算采集的车辆状态与odc中的odc中车辆状态的第二距离。然后，根据距离将不符合的相关数据映射为odc截面上、处于odc外部的点。具体的，在odc截面上，根据两个距离确定在对应odc数据对应线条的外侧的交叉点，作为映射的点。参见图6，采用三条直线和时间轴构成三维空间，在odc外部绘制平行于odd对应直线的虚线l1，l1与odd对应的直线相距前述“第一距离”的长度；同时，在odc外部绘制平行于车辆状态对应直线的虚线l2，l2与车辆状态对应的直线相距前述“第二距离”的长度，l1和l2的交叉点作为映射的点q2。
32.第三种情况下，如果所有相关数据均不符合对应种类的odc数据，计算所有相关数
据与对应种类的odc数据的距离。具体的，计算所有相关数据与对应种类的odc数据的三个距离，例如计算采集的odd数据与odc中的odd数据的第一距离，计算采集的车辆状态与odc中的odc中车辆状态的第二距离，计算采集的驾乘人员状态数据与odc中驾乘人员状态数据的第三距离。
33.然后，根据所述距离将所有相关数据映射为所述odc截面上、处于odc内部的点。具体的，在odc截面上，根据三个距离确定在对应odc数据对应线条的内侧的三个交叉点，并将所述三个交叉点的中心点作为映射的点。参见图7，采用三条直线和时间轴构成三维空间，在odc内部绘制平行于odd对应直线的虚线l1，l1与odd对应的直线相距前述“第一距离”的长度；同时，在odc内部绘制平行于车辆状态对应直线的虚线l2，l2与车辆状态对应的直线相距前述“第二距离”的长度；同时，在odc内部绘制平行于驾乘人员状态对应直线的虚线l3，l3与驾乘人员状态对应的直线相距前述“第三距离”的长度。l1、l2和l3两两相交于3个交叉点，三个交叉点构成三角形的中心点（重心、外心或内心均可）作为映射的点q3。需要注意的是，由于此情况下所有相关数据均不符合对应种类的odc数据，需要对odc内部三维区域进行异常显示，例如在odc内部三维区域填充深色。
34.第四种情况下，如果所有相关数据均符合对应种类的odc数据，计算所有相关数据与对应种类的odc数据的距离，根据所述距离将所有相关数据映射为所述odc截面上、处于odc内部的点，并对所述odc内部三维区域进行正常显示。本情况与第三种情况类似，区别仅在于对odc内部三维区域进行正常显示，例如在odc内部三维区域填充浅色，或不填充颜色。
35.本实施例提供了针对odc相关数据的可行的轨迹绘制方法，可以将多维数据绘制在三维空间中，且能够明确上述四种不同情况，以及具体是哪种条件不符合，便于测试人员及时调整车辆。
36.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。

技术特征：
1.一种用于自动驾驶汽车实际道路测试的可视化记录设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储被测自动驾驶汽车的运行设计条件odc数据，所述运行设计条件odc数据根据种类划分为多组数据；输入接口，用于在实际道路测试过程中，根据所述odc数据的种类实时采集所述被测自动驾驶汽车的相关数据；将所述相关数据和采集时刻存储到所述存储器中；处理器，用于从所述存储器读取所述odc数据，并调用绘制工具绘制与每组数据分别对应的线条，所述线条两两交叉围成所述odc平面，时间轴与所述odc平面垂直并与odc平面构成三维空间，所述三维空间包括odc内部三维区域和odc外部三维区域，所述odc外部三维区域被多条线条划分为多个odc外部三维子区域；从所述存储器实时读取所述相关数据和采集时刻，将每次采集到的所述相关数据和采集时刻映射为所述三维空间中的点，将相邻时刻的点连接形成轨迹；调用所述绘制工具将所述三维空间和轨迹实时显示到显示屏上；所述处理器，还用于调用所述绘制工具将所述三维空间的odc内部和多个odc外部三维子区域进行可视化区分；显示屏，用于实时显示三维空间和轨迹。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于识别到所述轨迹穿出所述odc内部的目标线条，将所述目标线条对应的odc数据显示到显示屏上，以供测试人员调整自动驾驶汽车的相关数据。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述将每次采集到的所述相关数据和采集时刻映射为所述三维空间中的点，包括：根据每次采集到的采集时刻确定时间轴上的位置，以及所述位置处的odc截面；确定所述相关数据中不符合对应种类的odc数据的相关数据，并计算不符合的所述相关数据与对应种类的odc数据的距离，根据所述距离将所述不符合的相关数据映射为所述odc截面上的点。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述odc数据为三种；所述确定所述相关数据中不符合对应种类的odc数据的相关数据，并计算不符合的所述相关数据与对应种类的odc数据的距离，根据所述距离将所述不符合的相关数据映射为所述odc截面上的点；如果一种或两种相关数据不符合对应种类的odc数据，计算不符合的所述相关数据与对应种类的odc数据的距离，根据所述距离将所述不符合的相关数据映射为所述odc截面上、处于odc外部的点；如果所有相关数据均不符合对应种类的odc数据，计算所有相关数据与对应种类的odc数据的距离，根据所述距离将所有相关数据映射为所述odc截面上、处于odc内部的点，并对所述odc内部三维区域进行异常显示。5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，在所述根据每次采集到的采集时刻确定时间轴上的位置，以及所述位置处的odc截面之后，所述处理器还用于：如果所有相关数据均符合对应种类的odc数据，计算所有相关数据与对应种类的odc数据的距离，根据所述距离将所有相关数据映射为所述odc截面上、处于odc内部的点，并对所述odc内部三维区域进行正常显示。6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述如果一种或两种相关数据不符合对应
种类的odc数据，计算不符合的所述相关数据与对应种类的odc数据的距离，根据所述距离将所述不符合的相关数据映射为所述odc截面上、处于odc外部的点，包括：如果仅一种相关数据不符合对应种类的odc数据，计算不符合的所述相关数据与对应种类的odc数据的距离，在所述odc截面上，根据所述距离确定在所述odc数据对应线条的外侧的任一点，作为映射的点；如果两种相关数据不符合对应种类的odc数据，计算不符合的所述相关数据与对应种类的odc数据的两个距离，在所述odc截面上，根据两个距离确定在对应odc数据对应线条的外侧的交叉点，作为映射的点；所述如果所有相关数据均不符合对应种类的odc数据，计算所有相关数据与对应种类的odc数据的距离，根据所述距离将所有相关数据映射为所述odc截面上、处于odc内部的点，包括：如果所有相关数据均不符合对应种类的odc数据，计算所有相关数据与对应种类的odc数据的三个距离，在所述odc截面上，根据三个距离确定在对应odc数据对应线条的内侧的三个交叉点，并将所述三个交叉点的中心点作为映射的点。7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于监听实际道路测试过程中的关键事件，并从存储器中读取发生关键事件前后的相关数据，输出到所述显示屏上。8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于调用所述绘制工具将所述三维空间的odc内部和多个odc外部三维子区域内的轨迹进行可视化区分；所述可视化区分至少包括填充不同的颜色。9.根据权利要求1-8任一项所述的设备，其特征在于，所述运行设计条件odc数据的种类包括设计运行域odd、车辆状态、驾乘人员状态和其它必要条件。

技术总结
本发明公开了一种用于自动驾驶汽车实际道路测试的可视化记录设备，涉及使用软件实现测试的领域。包括：处理器，从存储器读取ODC数据，并调用绘制工具绘制与每组数据分别对应的线条，线条两两交叉围成所述ODC平面，时间轴与ODC平面垂直并与ODC平面构成三维空间，将每次采集到的相关数据和采集时刻映射为三维空间中的点，将相邻时刻的点连接形成轨迹；调用绘制工具将三维空间和轨迹实时显示到显示屏上；通过可视化的方式展示被测车辆在行驶过程中处于何种状态，如未满足ODC，通过可视化的方式展示因何种原因未满足ODC，以便测试人员调整自动驾驶汽车的相关数据，增加实际道路测试的有效时长，提升测试效率。提升测试效率。提升测试效率。


技术研发人员：张琳琳 孙航 陈振宇 张行 张淼
受保护的技术使用者：中国汽车技术研究中心有限公司
技术研发日：2022.04.24
技术公布日：2022/5/25