Euro NCAP(欧洲新车评估计划)是欧洲新车评估计划的缩写,由一个自愿的五星级安全评级系统组成,自1996年以来一直存在。该评估协议由一系列的车辆测试组成,目的是帮助消费者和企业在安全性能方面对车辆进行相对比较。

 

在自动驾驶辅助系统(ADAS)的辅助驾驶-公路辅助系统的测试中,一个基本的系统是自适应巡航控制,即ACC。在欧洲NCAP的测试协议中,ACC是通过车对车的测试来进行的,其中包括使用反射式全球车辆目标(GVT),或GVT和实际切入或切出的车辆(由人类司机驾驶),以及测试车辆,或被测车辆(VUT)。在CarSim中包含的例子中,利用了欧洲NCAP测试与评估协议中规定的GVT目标和车辆(移动)物体目标。

 

本文讨论了为CarSim创建的各种车对车Euro NCAP ACC数据集。这些数据包括- 基本的 "慢停 "测试- 基本低速测试- 车对目标车制动测试(在不同的起始距离和GVT的纵向加速度下) - 车对移动目标车测试系列(各种VUT和GVT速度)- 车对车后部静止目标测试系列(各种GVT速度)- 车对车切入(各种VUT和目标车辆速度)- 车对车切出(各种VUT和目标车辆速度)

 

Euro NCAP ACC测试背景

自适应巡航控制(ACC)是许多自动驾驶辅助系统(ADAS)中的一种。总的来说,自适应巡航控制的功能与普通巡航控制系统类似,但增加了使被控车辆的根据前方车道上的运动目标自我调整运动状态的能力。特别是,许多ACC系统通过使用雷达摄像头激光雷达等单个传感器或组合传感器来适应被控车辆正前方的运动。

 

ACC可能被认为是一种车辆舒适性功能,r如同其他ADAS安全功能如前撞预警(FCW)、自主紧急制动(AEB)、车道保持辅助系统(LKAS)、车道偏离预警(LDW)和道路偏离辅助(LKA),但更重要的是一种安全功能。虽然CarSim提供了利用上述所有ADAS功能的例子,但在CarSim 2021.1中,已经包括了Euro-NCAP的ACC仿真测试。这些测试为用户提供了在安全的仿真环境中测试其ACC逻辑和调整参数的手段,而不需要与类似的物理测试相关的成本和时间承诺。

 

这些CarSim Euro NCAP ACC性能示例旨在向用户展示如何在CarSim环境中实施自己的ACC逻辑和调整参数,以更好地了解其ACC在Euro NCAP ACC测试中的表现。示例的输出是为了代表物理测试输出的近似值;但是,由于涉及建模,存在固有的近似值,可能导致仿真结果与实际物理测试结果不同。CarSim中的例子旨在仿真Euro-NCAP ACC性能参考文件中规定的设置细节。这包括车辆和行人目标的位置、行人目标的尺寸和形状规格,以及每次测试的速度和评分等细节,如果需求,请回复"EUNCAP"。

 

Euro-NCAP ACC范例概述CarSim 2021.1中包含的Euro-NCAP ACC性能示例的主要类别是:车对制动的目标车测试(CCRb)、车对移动的目标车测试(CCRm)、车对静止的目标车测试(CCRs)、切入和切出。CCRb、CCRm和CCRs的例子是基于类似的AEB例子,只是有不同的VUT和GVT速度。切入和切出的例子是ACC独有的。此外,还包括两个非Euro-NCAP的例子,目的是在用户尝试更复杂的Euro-NCAP测试之前帮助进行基本的ACC测试:这些例子是基本的 "慢速停车 "和 "减速 "测试。同样,在尝试更复杂的Euro-NCAP ACC示例之前,这些测试示例可以对用户的ACC逻辑和参数调整进行基本测试。对于CarSim中的Euro-NCAP特定ACC示例,评分是根据辅助驾驶-公路辅助系统测试和评估协议1.0版和AEB车对车系统3.0.3版中的规范进行的。该评分是作为一种性能指标估计,用户可以在CarSim虚拟环境中利用,为Euro-NCAP官员进行的实际测试做准备。

 

Euro-NCAP ACC实例设置细节除了CarSim Euro-NCAP ACC示例的细节外,还有一些有助于理解的一般设置细节。

 

CarSim Euro-NCAP ACC试验场设置AEB车对车系统测试协议提到了各种测试规范,其中之一指出测试路面表面 "应具有0.9的峰值制动系数"。创建了一个代表试验场的路面,大型平坦的表面,附着系数为0.9,有两条涂色的车道,代表双车道的高速公路,如Euro-NCAP的各种测试协议中所述(图1)。 

 

图1:CarSim试验场环境,有两条彩绘车道

 

为了在每次测试开始时准确确定VUT相对于GVT或目标车辆的位置,以及为VUT的车道辅助系统提供指导,画线是必要的。此外,重要的是要删除测试协议中确定的那些标记以外的任何额外的线标记,以便在测试期间没有帮助或阻碍VUT的ADAS的指示。在实际测试过程中,为了安全起见,一般来说,在测试区外有表面空间,以便在测试出现紧急情况时,可以从两条画好的车道上离开,这是一个好的做法。为此,在双车道高速公路外有大量的试验场跑道空间,因为这在物理试验场空间中是很常见的,特别是在高速公路速度(大于或等于50公里/小时,由欧洲新车评估方案指定)的测试中。

 

关于Euro-NCAP的CarSim车辆目标Euro-NCAP辅助驾驶-高速公路辅助系统测试与评估协议1.0版和AEB车对车系统3.0.3版在许多测试中使用全球车辆目标(GVT)。在CarSim 2021.1中,GVT资产与Euro-NCAP技术公告--全球车辆目标规范(欧洲新车评估计划)中规定的尺寸相同。作为参考,下面是当前CarSim Euro-NCAP ACC实例中GVT的外观(图2),以及GVT的实物外观(图3)。

 

图2:全球车辆目标(GVT),如其在CarSim实例中

 

图3:Euro-NCAP规定的全球车辆目标(GVT)

 

ACC逻辑Euro-NCAP ACC示例中使用的CarSim C级掀背车中包含的ACC逻辑和调整参数是通用的,但对Euro-NCAP ACC测试来说是有效的。这些逻辑和调整参数通过VS命令提供。

 

ACC逻辑位置这些用于ACC逻辑的VS命令可以在运行控制界面

上的 "C-Class ACC, FCW, LKAS, (AEB off) "车辆数据集

中找到,然后点击 "C-Class hatch. AEB/ACC传感器,AEB-关闭 "通用数据组,最后是 "ACC逻辑:W/HUD图标(右侧)"VS命令数据组

(图6和图7)。

 

图4:"C级ACC,FCW,LKAS,(AEB关闭)"车辆数据集

 

图5:'C级车的舱门。AEB/ACC传感器,AEB' 通用数据组数据集

 

 

图6:"ACC逻辑:W/HUD图标(右侧)"VS命令蓝色链接和 "FCW-AEB调整。

 

AEB关闭' 蓝色链接 ACC逻辑功能ACC逻辑不直接控制车速,而是使用SPEED_TARGET_GAIN的可配置功能调整速度控制器的增益。

 

 

图7:"ACC逻辑:W/HUD图标(右侧)"

 

VS命令数据集总的来说,为Euro-NCAP ACC性能实例提供的CarSim ACC逻辑包括四个主要部分。1. 相对距离/时间间隙控制2. 调整前车速度3. 估计的运动学停车距离系数4. 停车/低速领先车辆识别在ACC逻辑VS命令数据集的注释中提供了ACC主要逻辑组件的说明。

 

雷达传感器在ACC测试中的使用在CarSim Euro-NCAP ACC示例中,一个类似于汽车雷达的传感器被用于C级掀背车模型的物体感应;ACC的感知逻辑被用于该雷达传感器。Euro-NCAP ACC实例中使用的C级掀背车也包括一个摄像头传感器,但它只用于FCW和AEB。这并不总是适用于实际的车辆开发,但这是CarSim ACC实例中使用的传感器结构。 列入LKASEuro-NCAP辅助驾驶-高速公路辅助系统测试和评估协议中规定,在ACC测试期间,侧向辅助(在CarSim中为LKAS)应处于激活状态(欧洲新车评估计划)。因此,我们在CarSim Euro-NCAP ACC实例中使用路径检测器包括并激活了我们的CarSim LKAS,并删除了驾驶员模型转向控制。这仿真了LKAS对VUT的转向控制,而驾驶员模型的转向控制就像人类驾驶员的转向控制。

 

Euro-NCAP ACC测试指南

图8显示了《辅助驾驶-公路辅助系统测试和评估规程》(欧洲新车评估计划)中描述的具体测试方案。

 

图8:高水平的欧洲NCAP ACC车对车测试细节(欧洲新车评估方案,2021b)

 

ACC允许的峰值减速度Euro-NCAP辅助驾驶-高速公路辅助系统测试和评估规程声称,在ACC性能测试中只测试ACC功能。该ACC功能与AEB的区别在于,ACC纵向车辆控制允许最小纵向加速度为-5m/s2。如果VUT产生的纵向加速度低于-5 m/s2,刹车是在AEB的功能阈值内,该测试运行将不被计入ACC测试得分。因此,我们调整了ACC下的制动峰值,使VUT纵向加速度不低于-5 m/s2。在CarSim Euro-NCAP ACC例子中,AEB是可用的,但通过 "FCW-AEB调校 "中的VS命令关闭。AEB关闭 "数据集

(图9),蓝色链接位于 "ACC逻辑:W/HUD图标(右侧)"VS命令数据集图6中。

图9:在欧洲NCAP的ACC例子中,用VS命令关闭AEB这样做只是为了只考虑ACC的性能。

 

在这些例子中提供的AEB调整有一些值会在Euro-NCAP ACC测试的某些部分导致AEB激活。虽然ACC和AEB系统在各自的Euro-NCAP车对车测试中表现良好很重要,但在ACC测试中防止AEB激活的同时确保在这两套测试中取得成功,不在这些CarSim Euro-NCAP ACC例子的范围之内。因此,没有将AEB性能纳入CarSim.  Euro-NCAP ACC实例中。但是,如果用户想激活AEB,AEB_On输出变量可以切换到1的值,使用 "FCW-AEB调校。AEB关闭 "数据集(图9)。

 

计分对于Euro-NCAP ACC性能测试的评分,在Euro-NCAP辅助驾驶-高速公路辅助系统测试和评估协议中有所描述,如图10所示。

 

图10:Euro-NCAP在其ACC测试协议中提供的评分细节

 

在CarSim Euro-NCAP ACC例子的事件中包含了这些细节。此外,每个Euro-NCAP ACC CarSim实例的评分都在VS Visualizer的图表中输出(图11)。

 

图11:Euro-NCAP ACC CarSim实例评分图

 

Euro-NCAP ACC示例的具体内容

在Euro-NCAP辅助驾驶-公路辅助系统测试和评估协议中,ACC被归类为三种车辆辅助系统之一,还有速度辅助和转向辅助。目前,代表Euro-NCAP ACC性能测试的CarSim实例如下:

- 车对制动目标车测试(在不同的起始距离和GVT的纵向加速度下)。

- 车对移动目标车测试系列,GVT速度:20公里/小时

- 车对移动目标车测试系列,GVT速度:60公里/小时

- 车对静止目标车测试系列

- 车对车切入(各种VUT和主导车辆速度)

- 车对车切出(各种VUT和主导车辆的速度)

- 简单的慢速停车测试 

- 简单慢速测试

 

对于这些测试,当VUT与GVT的速度相匹配,达到零速度,或与GVT相撞时,测试结束就到了。

 

图12显示了ACC性能测试的具体细节,由Euro-NCAP指出如下。

 

图12:ACC车对车测试的高层描述

 

以下各节对CarSim实例中出现的Euro-NCAP ACC测试进行了一般性描述。

 

车对制动目标车测试示例

辅助驾驶-高速公路辅助系统测试和评估协议中的车对车后方制动测试规定,VUT应在其车道上以指定的纵向距离跟随GVT,VUT以55公里/小时行驶,GVT以50公里/小时行驶(图13)。当VUT和GVT达到稳定状态的速度时,GVT会随着制动时经常出现的纵向加速而减速。VUT也应降低其速度,以避免与GVT相撞。

 

如前所述,目前的Euro-NCAP辅助驾驶-高速公路辅助系统测试和评估规程规定了一项车对制动目标车(CCRb)测试,但测试规程对间距没有具体规定(只说明应采用VUT ACC设置的最近跟车距离),特别是GVT制动的纵向加速度。由于Euro-NCAP AEB车对车测试协议中有四项CCRb测试,将所有四项测试都作为ACC实例,只是根据ACC协议调整了VUT和GVT的启动速度。 

 

图13:CCRb例子VS展示动画

 

车对移动目标车测试实例

Euro-NCAP的ACC车对车移动测试由一系列组成,其中VUT在其车道上跟随GVT(Euro-NCAP没有规定车辆之间的间距)。在CCRm测试中,VUT应以图8所示的速度行驶,同样,GVT也应如此。对于规定的每一个VUT速度,VUT应慢到它前面的GVT的速度,而不碰撞到GVT。对于VUT没有碰撞到GVT的每个测试速度,测试速度增加10公里/小时,并再次进行测试。如果VUT碰撞到GVT,测试速度将减少5公里/小时。如果VUT在降低的速度下成功避免了与GVT的碰撞,测试就完成了。CCRm例子的VS Visualizer Animator输出与CCRb例子相似(图13)。

 

车对静止目标车测试例子

与车对车移动测试一样,Euro-NCAP车对车静止测试由一系列运行组成,其中VUT在其车道上跟随GVT(Euro-NCAP没有规定车辆之间的间距)。在CCRs测试中,VUT应以图8所示的速度行驶,在感觉到静止的GVT时,应减速到0公里/小时,而不与GVT接触。对于VUT没有碰撞到GVT的每个测试速度,测试速度增加10公里/小时,并再次进行测试。如果VUT碰撞到了GVT,测试速度将减少5公里/小时。如果VUT在降低的速度下成功避免了与GVT的碰撞,测试就完成了。CCRs例子的VS Visualizer Animator输出与CCRb的例子相似(图13)。

 

切入和切出示例

图14和图15分别显示了切入和切出测试的例子。

 

图14:切入例子VS展示动画 

 

图15:切入示例VS展示动画

 

Euro-NCAP对切入和切出场景的描述如下:

"对高速公路辅助系统最具挑战性的测试是'切入'和'切出'情景。在切入测试中,相邻车道上的一辆车并入测试车前面的车道。这是发生在日常交通中的事情,一个警觉的司机通常会提前预料到这个动作并相应地降低速度。对于切出情况,前面的汽车突然离开车道以避开前面停着的车辆,只留给系统很短的时间来识别和应对这种情况。" ) 

 

非欧Euro-NCAP ACC实例

所包括的非Euro-NCAP ACC实例是 "简单慢速停车 "和 "简单减速 "测试。这两个例子都是为用户设计的ACC入门测试,不像Euro-NCAP ACC例子那样复杂,但可用于准备Euro-NCAP的例子。然而,这些例子仍然需要适当的ACC调整和逻辑,以使VUT不与GVT发生碰撞。

 

简单慢速停车测试

在简单的慢速停车测试中,这个VUT在双车道高速公路上遇到一辆停在前面的车辆,并在其车道上。VUT必须通过减速到完全停止来避开该车辆,而不与领先车辆相撞。停止/静止的领先车辆最初是在ACC雷达传感器的范围之外,以突出传感器的极限(图16)。

 

图16:慢速到停止的例子VS展示动画

 

简单慢速测试

简单减速测试开始时,VUT以120公里/小时的恒定速度行驶,当它遇到前方和其车道上以70公里/小时行驶的车辆时。一旦VUT感觉到领先的车辆,VUT就会自动减速到领先车辆的速度,同时保持安全的停车距离和理想的时间间隔。添加了一辆停放的车辆,以测试ACC感知逻辑对相邻车道的假阳性检测的鲁棒性(图17)。  

 

图17:简单的减速例子VS展示动画

 

总结

这些CarSim Euro-NCAP ACC性能示例旨在向用户展示如何在CarSim环境中实现自己的ACC逻辑和调整参数,以更好地了解其ACC在Euro-NCAP ACC性能测试中的表现。CarSim 2021中有11个来自Euro-NCAP ACC测试和评估协议的例子,包括新的切入和切出例子。此外,还包括两个非Euro-NCAP的例子,目的是在用户尝试更复杂的Euro-NCAP测试之前,帮助进行基本的ACC测试。