基于中国新车评价规程(C-...P)的主动安全测试系统研究_蒋熊力忍.pdf

42 天 津 科 技第 50 卷 第 2 期第 50 卷 第 2 期2023 年 2 月Vol.50 No.2Feb.2023天 津 科 技 TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY 应用技术基于中国新车评价规程(C-NCAP)的主动安全测试系统研究蒋熊力忍，肖广宇，张 帅，杨新鹏，刘汉渝（中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 天津 300300）摘 要：主动安全试验技术的发展离不开检测设备的支撑，国内的主动安全研究机构开展相关测试多依赖于国外进口设备。由于进口设备往往是以国外标准为依据进行开发设计，与国内的标准法规会存在一定程度的差异性，限制了测试的效率与质量。通过对基于 C-NCAP 的主动安全测试系统进行研究，对主动安全测试系统的研究现状、C-NCAP 的主动安全测试场景、主动安全测试系统组成机构、软件组成结构及硬件组成结构进行了分析阐述，以期为国内主动安全测试系统技术的改进提供一定的参考借鉴。关键词：主动安全 C-NCAP 控制软件中图分类号：U461.91 文献标志码：A 文章编号：1006-8945（2023）02-0042-03Research on Active Safety Test System Based on C-NCAP JIANG Xiongliren，XIAO Guangyu，ZHANG Shuai，YANG Xinpeng，LIU Hanyu（CATARC Automotive Test Center Co.，Ltd.，Tianjin 300300，China）Abstract：The development of active safety test technology is inseparable from the support of testing equipment.Domestic active safety research institutions mostly rely on imported equipment to carry out relevant tests.However，imported equipment is often developed and designed based on foreign standards，which will be different from domestic standards and regulations，affecting the efficiency and quality of testing.Through the research on the active safety test system based on C-NCAP，this paper analyzes the research status of the active safety test system，the active safety test scenario of C-NCAP，the composition mechanism，software composition structure and hardware composition structure of the active safety test system，so as to provide some reference value for the improvement of domestic active safety test system technology.Key words：active safety；C-NCAP；control software收稿日期：2023-02-070 引 言中国是汽车生产制造大国，也是汽车保有量大国，汽车的广泛使用在给人们带来便捷的同时，也产生了相应的安全风险。车辆的安全性能对于道路运输行业发展及安全出行都有重要的影响，一些重大道路交通事故会给人们的生命财产造成巨大损失。随着汽车技术的不断发展，在被动安全技术相对成熟的前提下，主动安全成为更多学者和科技工作者所关注的方向。为推动主动安全技术的发展，相应的标准和规程在不断完善，尤其是从中国新车评价规程（C-NCAP）实施以来，国内汽车整体的主动安全技术水平得到大幅提高，车辆的主动安全装置的配置率也显著提高，从而使国内汽车产品的安全性能得到很大程度的提升1-3。目前国内检测机构开展主动安全测试使用的主要是进口设备，而进口设备通常是依据国外标准设计的，如某品牌所用进口设备是以 E-NCAP 标准为依据设计的，其中测试场景与国内标准存在较大差异，国内用户在使用该设备过程中存在使用便捷性方面的问题。通过对主动安全测试产品进行合理的开发设计能有效提高试验效率。1 主动安全测试系统现状 主动安全测试系统主要用于主动安全测试项DOI:10.14099/ki.tjkj.2023.02.007 43 2023 年 2 月目，测试场景主要包括车辆追尾自动紧急制动系统、行人自动紧急制动系统等。主动安全测试系统的主要供应商基本为国外公司，如英国的 AB Dynamics 汽车测试系统公司、4activeSystems 技术集团公司，国内检测机构也主要使用其产品，在国内市场占有率很高。目前国外的主动安全测试系统基本上没有专为 C-NCAP 主动安全标准而设计的软件。随着国内汽车主动安全市场的逐步发展，测试需求不断增加，面向国外标准开发的测试系统在一定程度上已不能满足国内主动安全测试的需求。例如：在速度辅助系统测试项目中，C-NCAP 测试场景的限速标识速度分为 40、60 km/h，E-NCAP 测试场景的限速标识速度分为城市道路 50 km/h、城际道路 80 km/h、高速公路 120 km/h。在行人自动紧急制动系统测试项目中，C-NCAP测试场景包括 CPFA-25、CPFA-50、CPNA-25、CPNA-75、CPLA-50 和 CPLA-25 共 6 个场景，而E-NCAP测试场景包括CPFA-50、CPNA-25、CPNA-75、CPNC-50、CPLA、CPTA、CPRA。在二轮车自动紧急制动系统测试项目中，E-NCAP相比C-NCAP 增加了AES测试。E-NCAP 相较于C-NCAP增加了倒车 AEB 测试项目、交叉路口转弯 AEB 测试项目，C-NCAP 相较于 E-NCAP 增加了 BSD（车辆盲点监测系统）。通过以上列举的差异可以看出，国外的主动安全测试系统在应用于国内的测试时存在一定程度的短板4-5。主动安全测试系统主要用于与可导航移动平台和驾驶机器人硬件配套使用，国内对主动安全硬件及软件尽管已具备一定的研究水平，但是行业认可度较低，仅可用于内部测试研究使用。行业认可度较高的主动安全测试系统往往是国外产品，而其测试场景设置通常都是基于国外标准进行设计，与国内标准存在差异。通过对行业认可的主动安全硬件系统进行二次开发，可以保证在行业具备一定认可度的同时提高主动安全测试试验效率6。2 主动安全测试场景分析C-NCAP主动安全测试场景包括车辆追尾自动紧急制动系统（AEB CCR）、行人自动紧急制动系统（AEB VRU_Ped）、二轮车自动紧急制动系统（AEB VRU_TW）、车道保持系统（LKA）、车道偏离预警系统（LDW）、速度辅助系统（SAS）、盲区检测车对车系统（BSD C2C）、盲区检测车对二轮车系统（BSD C2TW）。标准要求试验车辆和目标车辆在试验过程中数据采集和记录设备精度应满足速度精度 0.1 km/h（其中行人速度精度为 0.01 km/h）、横向和纵向位置精度 0.03 m、横摆角速度精度 0.1/s、纵向加速度精度 0.1 m/s2、试验车方向盘角速度精度为1.0/s。2.1 车辆追尾自动紧急制动系统测试场景车辆追尾自动紧急制动系统测试场景主要包括CCRs（前车静止）和CCRm（前车慢行），其测试类型分为AEB与FCW（前向碰撞预警）。在CCRs测试场景中，用以测试车辆AEB性能的试验车辆速度分为 3 种，即20、30、40 km/h；用以测试车辆FCW性能的试验车辆速度分为 4 种，即 50、60、70、80 km/h。在CCRm测试场景中，乘用车目标物以 20 km/h的速度在试验车辆前方行驶，用以测试车辆AEB性能的速度分别为 30、40、50 km/h，用以测试车辆FCW性能的速度分别为 60、70、80 km/h。不同测试速度对应的偏置率如表 1 所示。表 1 测试速度对应车辆偏置率Tab.1 Test speed corresponding to vehicle offset rate测试速度（km/h）偏置率20-50%、100%30+50%、100%40-50%、100%50+50%、100%60-50%、100%70+50%、100%80-50%、100%2.2 行人自动紧急制动系统测试场景行人自动紧急制动系统测试场景包括CPFA-25（车辆碰撞远端行人，碰撞位置在车辆前端的 25%处）、CPFA-50、CPNA-25（车辆碰撞近端行人，碰撞位置在车辆前端的 25%处）、CPNA-75、CPLA-50（车辆纵向碰撞行人，碰撞位置在车辆前端的 50%处）和CPLA-25，其测试类型同样包括AEB和FCW。在远端测试场景中，行人的运动速度为 6.5 km/h，碰撞位置为 25%和 50%处，试验车辆的测试速度分别为 20、30、40、50、60 km/h。在近端测试场景中，行人目标物的运动速度为 5 km/h，碰撞位置为 25%和 75%，试验车辆的测试速度分别为 20、30、40、50、60 km/h。在纵向测试场景中，行人的运动速度为5 km/h，碰撞位置为 25%和 50%处，其中 25%对应的测试速度分别为 50、60、70、80 km/h，50%对应的测试速度分别为 20、30、40、50、60 km/h。蒋熊力忍等：基于中国新车评价规程(C-NCAP)的主动安全测试系统研究 44 天 津 科 技第 50 卷 第 2 期2.3 二轮车自动紧急制动系统测试场景二轮车自动紧急制动系统测试场景包括CBNA-50（车辆碰撞近端自行车，碰撞位置在车辆前端 50%处）、CSFA-50（车辆碰撞远端摩托车，碰撞位置在车辆前端 50%处）、CBLA-25（车辆纵向碰撞自行车，碰撞位置在车辆前端 25%处）、CBLA-50（车辆纵向碰撞自行车，碰撞位置在车辆前端 50%处）。在CBNA-50 测试场景中，自行车的运动速度为 15 km/h，试验车辆的测试速度分别为 20、30、40、50、60 km/h。在CSFA-50 测试场景中，踏板车的运动速度为 20 km/h，试验车辆的速度分别为 30、40、50、60 km/h。在CBLA-50 测试场景中，自行车的速度为15 km/h，试验车辆的速度分别为20、30、40、50、60 km/h。在CBLA-25 测试场景中，自行车的速度为 15 km/h，试验车辆的速度分别为 50、60、70、80 km/h。2.4 车道保持系统测试场景车道保持系统测试场景分为实线偏离测试和虚线偏离测试 2 种类型，其偏离方向分为左、右两侧。实线/虚线偏离测试的车辆速度为 80 km/h，其横向偏离速度分别为 0.2、0.3、0.4、0.5 m/s，试验车辆从左右两侧偏离实线/虚线进行测试。2.5 车道偏离预警系统测试场景车道偏离预警系统测试场景属于程序文件中的可选审核项目，仅包含实线偏离测试，试验车辆的车速为 80 km/h，横向偏离速度分别为 0.6、0.7 m/s，车辆分别从左、右两侧偏离实线进行相应测试。2.6 速度辅助系统测试场景速度辅助系统测试场景属于可选审核项目，包含限速信息识别场景和超速报警场景。在限速信息识别测试场景中，限速标志牌分别为 40、60 km/h，试验车辆以与限速值相同的车速行驶。超速报警测试场景中，限速标志牌速度与限速信息识别测试场景要求相同，试验车辆以在限速