樊昌国 岳承翰 杨岩
摘 要：动态交通目标物模拟系统属于ADAS/智能网联汽车场景道路测试必不可少的一种智能测试系统，是模拟真实动态交通目标物（行人、自行车、摩托车等）的系统。动态交通目标物模拟系统承载平台是动态交通目标物模拟系统的主要组成部分，在ADAS/智能网联汽车道路测试过程中，动态交通目标物模拟系统承载平台应具备整体外观尺寸小、高度低通过性良好、动力输出足够、动作精准灵活等特点。本文基于ADAS/智能网联汽车道路测试方法和动态交通目标物模拟系统应用特点，对动态交通目标物模拟系统承载平台设计构成方式等进行研究。
关键词：智能网联汽车;测试;交通目标物
随着社会的发展，传统的汽车安全理念也在逐渐发生变化，ADAS/智能网联汽车技术发展迅速。ADAS/智能网联汽车要想实现量产的应用，需要进行大量、结合真实交通环境下的道路测试验证。动态交通目标物模拟系统是ADAS/智能网联汽车道路测试设计与构建的重要组成部分，利用动态交通目标物模拟系统和ADAS/智能网联汽车按照实际道路测试场景需要，模拟相应的测试工况，解决ADAS/智能网联汽车道路测试关于交通参与者测试场景需求，服务于ADAS/智能网联汽车的研发、验证工作。目前，类似的动态交通模拟系统国外相关公司已经开发应用，比如英国ABD公司的Launch Pad、GST、奥地利DSD公司的UFO和英国4A公司开发的4activeFB，初步应用于AEB、FCW、ACC等ADAS先进驾驶辅助技术和ADAS/智能网联汽车道路测试。国外动态交通模拟系统在应用功能上大同小异，但是动态交通目标物模拟系统的承载平台牵引机构设计存在差异。本论文针对动态交通目标物模拟系统承载平台的牵引机构，结合实际道路测试应用研究总结不同机构组成存在的优缺点，为相关产品国产化自主设计提供参考。
1 动态交通目标物模拟系统承载平台牵引机构研究
动态交通目标物模拟系统承载平台结构设计较为复杂，需要综合考虑应用特点、外形尺寸、电气控制、输出精度等方面。论文所述的动态交通目标物模拟系统的承载平台牵引机构主要包括动力牵引结构和转向牵引结构。动力牵引结构是系统前进、后退等行进动作的动力输出结构，转向牵引机构是系统灵活转弯、方向控制的输出结构。通过研究目前主流的系统，总结动态交通目标物模拟系统牵引机构不同设计构成方式及对应的優缺点（表1、2）。分别将表1国外产品承载平台牵引机构组成在表格最右侧单元分别进行编号，研究分析现有不同结构组成在机械设计复杂性、外形尺寸优越性、控制简便性等三个主要维度（表2）。
2 设计验证
通过分析国外动态交通目标物模拟系统承载平台结构设计相关产品牵引机构的分析研究，选择上述表格1编号002方式自主展开设计进行实际验证。具体如下：动态交通目标物模拟系统承载平台牵引结构方式：参照上述表格1编号002的结构方式，即采取双电机驱动单轮+单电机转向的方式。该结构方式整体设计较简单，采用的安装部件少，促成内部布局简单方便;存在电机数量少，在满足动力输出的前提下，所选电机尺寸较大，导致承载平台出现高度较高的情况，降低测试应用过程中智能网联试验车辆的通过性，但是此结构方式在电气控制上实现相对简单，动力与转向驱动可分开单独进行精确控制，有效的节省了相关控制算法开发周期，提高开发效率，缩短产品开发周期。
2.1 动态交通目标物模拟系统承载平台动力牵引机构的设计
动态交通目标物模拟系统承载平台动力牵引机构描述：动态交通目标物模拟系统承载平台的动力牵引机构采用双伺服电机拖动方式，双电机输出端通过同步带连接到一个输出轮上。选择双电机驱动方式能够较好较少结构零件数量，利于内部空间布局，减小了承载平台长宽尺寸，设计高度一般，但是基本满足测试过程中测试车辆碾压的通过性。动态交通目标物模拟系统承载平台牵引机构主要包括动力驱动电机、同步带轮、同步带、驱动轮和安装总成。由上图可知系统承载平台双电机驱动单轮的模式整体零件结构设计较为简单，控制上无需考虑轮速差，只要保证双电机控制输出的同步性良好即可实现较好的驱动功能（图1）。
2.2 动态交通目标物模拟系统承载平台转向牵引机构设计
动态交通目标物模拟系统承载平台转向牵引机构描述：动态交通目标物模拟系统承载平台独立的转向牵引机构，转向机构采用电机驱动滚珠丝杠实现灵活转向，该机构机械响应速度快，转向角度控制精度高，能较好满足道路运行控制需要。动态交通目标物模拟系统承载平台转向机构主要包括转向驱动电机、拉杆、摆臂和转向轮，结构简单，安装布局方便，可进行单独精确的转向控制（图2）。
2.3 方案实施效果
结合动态交通目标物模拟系统应用特点，经过自主设计对双电机驱动单轮+单电机驱动转向的方式进行验证（图3、表3）。
3 结论
动态交通目标物模拟系统的承载平台的牵引机构有多种方式，国外公司研发人员也是经过不断摸索与改进才确定了其公司相应产品的实现结构方式。本论文总结研究现有产品承载平台的结构组成方式，从机械结构设计、外形尺寸和控制方式三方面评估、研究每一种结构实现方式的优缺点，并选取其中一种结构方式，通过自主设计开发进行技术研发可行验证。希望随着技术的不断发展与完善，后续国内相关企业可以根据需要设计开发出功能更强大，品质卓越的动态交通目标物模拟系统，更好的服务于中国ADAS/智能网联汽车道路测试发展。
参考文献：
[1]工信部等.ADAS/智能网联汽车道路测试管理规范（试行）[M].2016.
[2]李承等.电路原理与电机控制[M].北京：清华大学出版社，2014.
[3]马香峰等.工业机器人的操作机设计[M].北京：冶金工业出版社，1996.
【课题项目】自动驾驶电动汽车封闭测试环境构建与场地测试技术研究（课题编号：2018YFB0105104）
作者简介：樊昌国（1985-），男，江苏邳州人，本科，工程师，主要研究方向：智能汽车测试技术。
