0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

C-V2X仿真测试之虚拟场景设计

北汇信息POLELINK 2022-08-01 14:47 次阅读

V2X(Vehicle-to-Everything)即车对“万物”,通过现代通信网络技术,实现车与外界的信息交换共享(实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息),从而提高驾驶安全性、降低交通拥堵、提高交通效率。

poYBAGLnNjmAPvvrAACQsizXW1E347.png

图1 V2X组织架构图

V2X主要包含V2V (Vehicle-to-Vehicle), V2I (Vehicle-to-Infrastructure), V2P (Vehicle-to-Pedestrian)和V2N (Vehicle-to-Network)。搭配V2X系统的车辆可以获取实时交通环境信息并对其分析,从而更加合理地规划行驶路径,在一定程度上辅助自动驾驶

搭配V2X系统的车辆可以获取实时交通信息并对其分析,更加合理地规划行驶路径,在一定程度上辅助自动驾驶。

本文基于《CSAE 53-2020合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准》对V2X虚拟仿真场景设计进行探索,设计思路如下图所示。

pYYBAGLnNkqAJOV2AAH2tP8jVq8862.png

图2 V2X虚拟仿真场景设计流程

1、V2V场景设计

V2V (Vehicle-to-Vehicle)即车载单元之间通信。在进行该类功能的虚拟场景设计时,主要考虑车辆的驾驶行为及各车辆之间的相对运动关系,提取关键元素设计逻辑场景,再结合具体的功能需求对逻辑场景中的元素进行参数化赋值,生成具体的测试场景。

下面以前向碰撞预警(FCW)、交叉路口碰撞预警(ICW)为例详细介绍V2V虚拟场景设计。

1.1前向碰撞预警(FCW)

(1)功能定义

前向碰撞预警(Forward Collision Warning)是指,主车(HV)在车道上行驶,与在正前方同一车道的远车(RV)存在追尾碰撞危险时,FCW应用将对HV驾驶员进行预警,防止或减轻追尾事故带来的伤害。

(2)场景设计

根据功能定义描述可知,当主车(HV)与同车道远车(RV)之间的相对距离小于阈值时FCW功能触发。因此可设计以下4种逻辑场景

场景一:HV以速度V0保持匀速行驶,RV在HV前方同车道距离X1处以初速度V1、减速度a减速行驶,当HV与RV之间的相对距离小于S(S

poYBAGLnOCyAFYMPAAEPn5WrQQk270.png

图3 FCW场景一示意图

场景二:HV以速度V0保持匀速行驶,RV在HV前方同车道距离X1处以速度V1(V1

poYBAGLnODqAS8cIAAEOzN5Ss0w391.png

图4 FCW场景二示意图

场景三:HV以速度V0保持匀速行驶,RV在HV前方相邻相邻车道距离X1(X1<=S)处以速度V1行驶并突然变道至HV所在车道,此时FCW功能触发,FCW应用通过HMI对HV驾驶员进行预警;

poYBAGLnOEeAKGXhAAD32Kjm99E223.png

图5 FCW场景三示意图

场景四(逆向测试场景):HV以速度V0保持匀速行驶,RV在HV前方相邻车道距离X1(X1<=S)处以速度V1(V1<=V0)保持匀速行驶,FCW功能未触发;

pYYBAGLnOFOAGhAlAAEEOX7t79c462.png

图6 FCW场景四示意图

结合需求文档,对以上逻辑场景元素HV行驶速度V0、RV行驶速度V1、RV减速度a及车道类型(直道、弯道)进行参数化赋值,生成具体的FCW虚拟测试场景。

1.2交叉路口碰撞预警ICW

(1)功能定义

交叉路口碰撞预警(Intersection Collision Warning)是指,主车(HV)驶向交叉路口,与侧向行驶的远车(RV)存在碰撞危险时,ICW应用将对HV驾驶员进行预警。

(2)场景设计

根据功能定义描述可知,HV驶向交叉路口并与任意一辆驶向同一路口的RV存在碰撞危险时(TTI及DTI小于阈值)ICW功能触发。因此可设计以下2种逻辑场景

场景一:HV以恒定速度V0驶向前方交叉路口(角度α),RV在 HV左侧以恒定速度V1驶向路口并与HV相交于P点,HV到达P点的时间和距离分别为HV_TTI、HV_DTI ,RV到达P点的时间和距离分别为RV_TTI、RV_DTI;当以上TTI和DTI满足条件时(存在碰撞危险)ICW功能触发,ICW应用通过HMI对HV驾驶员进行预警;

pYYBAGLnOHGAL36wAALDeDYpGXI873.png

图7 ICW场景一示意图

场景二:HV以恒定速度V0驶向前方交叉路口(角度α),RV在 HV右侧以恒定速度V1驶向路口(与HV无交叉点),HV到达P点的时间和距离分别为HV_TTI、HV_DTI,RV到达P点的时间和距离分别为RV_TTI、RV_DTI;当以上TTI和DTI满足条件时(存在碰撞危险)ICW功能触发,ICW应用通过HMI对HV驾驶员进行预警;

poYBAGLnOH-Aa9-8AALDOFHmJsA422.png

图8 ICW场景二示意图

结合需求文档,对以上逻辑场景元素HV_TTI、HV_DTI、RV_TTI、RV_DTI及交叉路口角度α进行参数化赋值,生成具体的ICW虚拟测试场景。

2、V2I场景设计

V2I (Vehicle-to- Infrastructure)即车载单元与路侧单元通信。在进行该类功能的虚拟场景设计时,主要考虑交通环境信息(交通标志、交通事件、交通灯及道路信息),提取关键元素设计逻辑场景,再结合具体的功能需求对逻辑场景中的元素进行参数化设置,生成具体的测试场景。

下面以车内标牌(IVS)、闯红灯预警(RLVW)为例详细介绍V2I虚拟场景设计。

2.1车内标牌(IVS)

(1)功能定义

车内标牌(In-Vehicle Signage)是指,当装载车载单元(OBU)的HV收到由路侧单元(RSU)发送的道路数据以及交通标牌信息,IVS应用将给予驾驶员相应的交通标牌提示,保证车辆的安全行驶。

(2)场景设计

根据功能定义描述可知,当HV驶入前方标识牌有效范围区域时,IVS功能触发。因此可设计逻辑场景:

场景一:HV以速度V0保持匀速行驶,前方有潮汐车道,当HV在标牌有效时间内驶入标牌有效区域时,IVS功能触发,IVS应用通过HMI将标牌信息显示给HV驾驶员;

pYYBAGLnOLiABXxpAAIYv6y43ZI709.png

图9 IVS场景一示意图

结合需求文档,对以上逻辑场景元素HV行驶速度V0、标牌类型(潮汐车道、限速等)进行参数化赋值,生成具体的IVS虚拟测试场景。

2.2闯红灯预警(RLVW)

(1)功能定义

闯红灯预警(Red Light Violation Warning)是指,主车(HV)经过有信号控制的交叉口(车道),车辆存在不按信号灯规定或指示行驶的风险时,RLVW应用对驾驶员进行预警。

(2)场景设计

根据功能定义描述可知,当HV驶向前方有信号灯控制的交叉口(车道)且存在闯红灯风险时,RLVW功能触发。因此可设计逻辑场景:

场景一:HV在左转(直行)车道上以恒定速度V0驶向有信号灯控制的交叉口,当前左转(直行)车道信号灯状态为红灯,且红灯剩余时间大于HV到达路口停止线的时间;HV存在闯红灯危险,此时RLVW功能触发,RLVW应用通过HMI对HV驾驶员进行预警;

pYYBAGLnONaAc1qQAALo29xUt5E298.png

图10 RLVW场景一示意图

结合需求文档,对以上逻辑场景元素HV行驶速度V0、HV所在车道及车道匹配的信号灯状态(灯色、时间)进行参数化赋值,生成具体的RLVW虚拟测试场景。

3、V2P场景设计

V2P (Vehicle to Pedestrians)即车载单元与行人设备通信。在进行该类功能的虚拟场景设计时,主要考虑弱势交通参与者与车辆之间的相对运动关系,提取关键元素设计逻辑场景,再结合具体的功能需求对逻辑场景中的元素进行参数化设置,生成具体的测试场景。

下面以弱势交通参与者碰撞预警(VRUCW)为例详细介绍V2P虚拟场景设计。

3.1弱势交通参与者碰撞预警(VRUCW)

(1)功能定义

弱势交通参与者碰撞预警(Vulnerable Road User Collision Warning)是指,HV在行驶中,与周边行人(P,Pedestrian;含义拓展为广义上的弱势交通参与者,包括行人、自行车、电动自行车等)存在碰撞危险时,VRUCW应用将对车辆驾驶员进行预警,也可对行人进行预警。

(2)场景设计

根据功能定义描述可知,当HV与周边行人存在碰撞危险时,VRUCW功能触发。因此可设计逻辑场景:

场景一:HV以速度V0保持匀速行驶,侧前方有行人横穿马路,行驶速度为V1;HV与P存在碰撞危险,VRUCW功能触发,VRUCW应用通过HMI对HV驾驶员进行预警;

pYYBAGLnOQaAIf3IAAKh6MUjgLo367.png

图11 VRUCW场景一示意图

场景二:HV在倒车时,侧后方有行人横穿马路,行驶速度为V1;HV与P存在碰撞危险,VRUCW功能触发,VRUCW应用通过HMI对HV驾驶员进行预警;

poYBAGLnORKAS8fgAAIbWVU-Huo166.png

图12 VRUCW场景二示意图

场景三(逆向测试场景):HV以速度V0保持匀速行驶,侧前方有行人与HV同向行驶,行驶速度为V1;HV与P不存在碰撞危险,VRUCW功能未触发;

poYBAGLnOSGARgN4AAKDneLMYKw620.png

图13 VRUCW场景三示意图

结合需求文档,对以上逻辑场景元素HV行驶速度V0、弱势交通参与者类型P、行驶速度V1进行参数化赋值,生成具体的VRUCW虚拟测试场景。

4、总结

本文举例详细介绍了CSAE 53-2020(第一阶段)中V2V、V2I及V2P虚拟仿真场景的设计思路及方法,对于CSAE 157-2020(第二阶段)中的功能应用,场景搭建思路及方法与之类似,以协作式车辆编队管理(CPM)为例,搭建的虚拟场景如下:

视频(请联系北汇信息获取)

协作式车辆编队管理(CPM)

本文中V2X虚拟仿真场景设计是基于仿真软件DYNA4实现的,DYNA4支持场景建模、传感器建模及动力学建模等功能,大家有这方面需求的话可与我们联系。

北汇信息是德国Vector公司、德国Rohde&Schwarz(简称R&S)公司、德国IPG公司、德国PikeTec公司、美国Perforce公司等国际知名企业的官方合作伙伴,同时也是IMT-2020(5G)推进组蜂窝车联(C-V2X)工作组成员,我们致力与在V2X领域积极开展LTE-V2X和5G-V2X的测试验证技术研究等工作,积极推动中国V2X的产业落地,为客户提供V2X成套测试系统及服务。

参考文献

CSAE 53-2020合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准(第一阶段)

CSAE 157-2020合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准(第二阶段)

文中部分内容参考于Vector。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • V2X
    V2X
    +关注

    关注

    25

    文章

    209

    浏览量

    43458
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    基于V2X和自动驾驶HIL联调的仿真测试系统开发

    与自动驾驶HIL系统两者相互独立,在实际应用中尚缺少对两者相关应用场景及功能进行全链路的闭环仿真测试系统。基于dSPACE平台HIL仿真系统及V2
    的头像 发表于 11-18 09:48 384次阅读
    基于<b class='flag-5'>V2X</b>和自动驾驶HIL联调的<b class='flag-5'>仿真</b><b class='flag-5'>测试</b>系统开发

    是德科技出席2024 C-V2X“四跨”(上海)先导应用实践活动

    近日,由IMT-2020(5G)推进组C-V2X工作组、中国智能网联汽车产业创新联盟、上海国际汽车城等单位联合组织的2024 C-V2X“四跨”(上海)先导应用实践活动在上海市嘉定区持续有序开展,是德科技携C-V2X
    的头像 发表于 11-06 13:40 185次阅读

    C-V2X联合RTK技术的场景仿真方案

    C-V2x场景仿真测试中,我们如何来引入高精定位技术呢?首先我们先来了解一下高精定位技术RIK。
    的头像 发表于 10-25 10:42 208次阅读
    <b class='flag-5'>C-V2X</b>联合RTK技术的<b class='flag-5'>场景</b><b class='flag-5'>仿真</b>方案

    C642x-TPS62110(x 2)和TPS73018测试报告

    电子发烧友网站提供《C642x-TPS62110(x 2)和TPS73018测试报告.pdf》资料免费下载
    发表于 10-24 09:18 0次下载
    <b class='flag-5'>C642x</b>-TPS62110(<b class='flag-5'>x</b> <b class='flag-5'>2</b>)和TPS73018<b class='flag-5'>测试</b>报告

    设计仿真 | 基于VTD的V2X仿真应用

    基于VTD的V2X仿真测试系统,采用VTD软件的数据开放性特点,将软件仿真的数据作为V2X中的数据源。本方案直接采用VTD的传感器来充当路测
    的头像 发表于 10-14 12:17 578次阅读
    设计<b class='flag-5'>仿真</b> | 基于VTD的<b class='flag-5'>V2X</b><b class='flag-5'>仿真</b>应用

    设计仿真 | 基于VTD的智能大灯仿真测试方案

    随着汽车行业智能化的发展,车灯系统从基础的功能化照明发展为智能化的视觉交互系统。智能车灯的开发和测试,亟需高效安全的测试方法。以虚拟场景为基础的仿真
    的头像 发表于 10-11 09:20 595次阅读
    设计<b class='flag-5'>仿真</b> | 基于VTD的智能大灯<b class='flag-5'>仿真</b><b class='flag-5'>测试</b>方案

    智驾仿真测试实战自动泊车HiL仿真测试

    汽车进入智能化时代,自动泊车功能已成为标配。在研发测试阶段,实车测试面临测试场景覆盖度不足、效率低下和成本高昂等挑战。为解决这些问题,本文提出一种自动泊车HiL仿真
    的头像 发表于 10-10 08:05 2612次阅读
    智驾<b class='flag-5'>仿真</b><b class='flag-5'>测试</b>实战<b class='flag-5'>之</b>自动泊车HiL<b class='flag-5'>仿真</b><b class='flag-5'>测试</b>

    设计仿真 基于VTD的AR-HUD仿真测试解决方案

    虚拟场景为基础的AR-HUD仿真测试手段,大大提升了产品开发迭代效率,降低开发成本,在行业内得到了越来越多的关注,AR-HUD的仿真
    的头像 发表于 10-09 13:51 590次阅读
    设计<b class='flag-5'>仿真</b>  基于VTD的AR-HUD<b class='flag-5'>仿真</b><b class='flag-5'>测试</b>解决方案

    C-V2X安全证书:保障车路云系统通信安全的关键

    随着智能网联(C-V2X)技术和车路云一体化系统的快速发展,汽车、道路和云端之间的信息交换变得越来越频繁和复杂。在这个信息高度互联的时代,如何确保车路云一体化通信的安全性成为了亟待解决的问题。车路云
    的头像 发表于 08-01 08:25 1089次阅读
    <b class='flag-5'>C-V2X</b>安全证书:保障车路云系统通信安全的关键

    数字证书与数字签名:汽车C-V2X通信安全的基石

    ,致力于为客户提供最全面、最可靠的C-V2X通信安全测试解决方案。如果您对我们的服务感兴趣,欢迎随时联系我们。
    的头像 发表于 07-08 09:09 1136次阅读
    数字证书与数字签名:汽车<b class='flag-5'>C-V2X</b>通信安全的基石

    车联万物C-V2X与背后的连接组件

    车联网市场规模已达到530亿美元。   通信技术正在随着需求的提升同步拓展新的通信服务,在高速通信的前沿,车联网技术需要与匹配的连接技术来支持车辆与万物之间的通信。   C-V2X ,连接车辆与万物   车联网通信技术起初是将车辆内部的控制单
    的头像 发表于 06-07 00:06 4462次阅读

    Samtec应用科普 | C-V2X技术在汽车领域的应用

    【前言】 在汽车设计领域有一个新的缩写,就是C-V2X。被谈及时,这被称为车辆到X,有时也被称为车辆到万物。前面的 "C "代表蜂窝网络。 这些缩写代表最新的基于车辆应用利用蜂窝通讯网络的电子产品
    发表于 05-14 18:06 3480次阅读
    Samtec应用科普 | <b class='flag-5'>C-V2X</b>技术在汽车领域的应用

    如何将V2X技术应用到汽车中?# 车联网 # V2X # C-V2X

    V2X技术
    虹科卫星与无线电通信
    发布于 :2023年12月19日 16:50:25

    让聪明的车连接智慧的路,C-V2X开启智慧出行生活

    通过5G、C-V2X等信息通信技术,实现车与车、车与人、车与路、车与服务平台的全方位信息流转,让汽车及时、准确地获取红绿灯状态、道路标识等实时信息,以及帮助识别驾驶员可能忽略的其他危险。
    的头像 发表于 12-08 17:50 713次阅读
    让聪明的车连接智慧的路,<b class='flag-5'>C-V2X</b>开启智慧出行生活

    让聪明的车连接智慧的路,C-V2X开启智慧出行生活

    作为全球领先的无线通信模组及解决方案提供商,美格智能以SoC芯片开发、软硬件一体化研发的技术实力,融合5G、AI等前沿科技,推出了5G R16车规级C-V2X模组MA922和MA925系列,能够在
    的头像 发表于 12-08 16:03 545次阅读