智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動泊車系統(tǒng)測試標準研究

中圖分類號：U463.6 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）06-0042-03

Research on Testing Standards for Intelligent Connected Vehicle Automatic Parking System

Zhu Julian

（Wuhan Software Engineering Vocational College，Wuhan 43O205，China）

【Abstract】This paper analyzes the basic principles，key technologies，and testing requirements of automatic parkingsystemsanddesignacomprehensivetesting standard framework.By examining the testing requirements forsystem functions，performance，safety，andenvironmentaladaptability，and integrating existing domesticandinternational standards，the paper provides guidance for the application of automatic parking technology.

【Key words】 inteligent connected vehicles；automatic parking；testing standards；sensing technology

隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，自動泊車系統(tǒng)已經(jīng)成為智能駕駛功能中的重要組成部分。該系統(tǒng)能夠在無人干預(yù)的情況下完成停車操作，大幅提高了停車的便利性與安全性。為了確保自動泊車系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境中的穩(wěn)定性與安全性，建立一套完善的測試標準至關(guān)重要。

1智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動泊車系統(tǒng)概述

1.1自動泊車系統(tǒng)基本原理

自動泊車系統(tǒng)就是不用人工干預(yù)，自動停車入位的系統(tǒng)。這套系統(tǒng)在國外并不罕見，國內(nèi)亦有部分車型配備。自動泊車系統(tǒng)，可以使汽車正確地自動停靠泊車位，該系統(tǒng)包括一個環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、一個中央處理器和一個車輛策略控制系統(tǒng)。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是自動泊車系統(tǒng)的基礎(chǔ)，利用多種傳感器提供環(huán)境感知。激光雷達通過激光掃描生成三維點云圖，超聲波傳感器用于近距離障礙物探測，攝像頭提供視覺信息，而毫米波雷達在惡劣天氣下表現(xiàn)優(yōu)越。傳感器的數(shù)據(jù)融合通常通過卡爾曼濾波實現(xiàn)：

式中： —系統(tǒng)狀態(tài)的估計； K_i —卡爾曼增益； y_k. —預(yù)測值; H_k —觀測矩陣。

1.2.2 控制算法

路徑規(guī)劃通常使用A算法或Dijkstra算法來計算最優(yōu)路線，障礙物避讓算法實時調(diào)整路徑以避免碰撞?？刂扑惴ㄟ€包括基于位置信息的定位技術(shù)，確保車輛準確到達停車位。路徑規(guī)劃中的代價函數(shù)通常為：

f（n）=g（n）+h（n）

式中： f（n） —節(jié)點 n 的總代價； g（n） ——起始節(jié)點到當前節(jié)點的實際代價； h（n） ——當前節(jié)點到目標節(jié)點的估計代價。

1.2.3 通信技術(shù)

確保車輛與周圍環(huán)境的實時信息交換，尤其是V2X通信技術(shù)在多車協(xié)作和智能停車場中的應(yīng)用。V2X通信支持車輛與基礎(chǔ)設(shè)施、其他車輛之間的通信，以獲取停車場信息、空閑車位、交通狀況等。車載網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸速率可由Shannon定理描述：

式中： c 信道容量； B 帶寬； s 一信號功率； N —噪聲功率。

2自動泊車系統(tǒng)測試需求分析

2.1測試對象與測試環(huán)境

自動泊車系統(tǒng)屬于計算機視覺領(lǐng)域，涉及的測試數(shù)據(jù)主要從汽車本身出發(fā)，需要考慮車輛尺寸和車輛本身的質(zhì)量等車身數(shù)據(jù)，車身轉(zhuǎn)向半徑等轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，車本身的加減速控制以及車載計算平臺的運算能力等，這些因素綜合起來作為影響泊車過程的重要條件。例如，針對車輛垂直、斜列、普通開放式和地下停車場的泊車場景，當系統(tǒng)收到車輛停車的請求后，需保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的精準控制和準確性，從而有效實現(xiàn)車輛的精準停車。

另外，從外界環(huán)境進行測試，測試數(shù)據(jù)主要包括停車場布局、停車場設(shè)計等。例如，針對停車場不同的結(jié)構(gòu)，選取自動泊車過程的停車泊位（垂直、斜列、普通開放式和地下停車場）進行自動泊車，每一種停車場都有其特別的結(jié)構(gòu)和空間大小，因此，需要對自動泊車系統(tǒng)進行各種停車場環(huán)境的應(yīng)用和分析，從而準確掌握自動泊車系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，以及其擴展性和兼容性。

2.2 測試需求

安全方面，系統(tǒng)必須禁止被測車輛與被測試環(huán)境中的障礙物體發(fā)生碰擦事故。一方面要求測試時對障礙物探測、碰擦避免的傳感器系統(tǒng)的準確性進行測試，以防發(fā)生安全問題；另一方面，穩(wěn)定性測試要求測試人員分析自動泊車系統(tǒng)在長時間使用或者高載荷工作時能否穩(wěn)定發(fā)揮功能，例如，在連續(xù)的使用過程中，傳感器的檢測精度能否不出現(xiàn)改變，控制模塊能否及時進行響應(yīng)，對停車環(huán)境的改變進行反應(yīng)等。

精確性主要檢測系統(tǒng)在不同的車位中能否達到較高的精準度，或自動泊車過程中車輪與車位邊界之間的間隙是否過大。

適應(yīng)性要求系統(tǒng)在惡劣的工作環(huán)境下，系統(tǒng)感應(yīng)能力、避障功能等能否有效執(zhí)行，同時也對系統(tǒng)的夜間工作或者低光照工作提出了嚴格的要求[2]。

2.3 測試場景與條件

自動泊車系統(tǒng)場景的測試應(yīng)覆蓋諸多生活中常見的泊車場景（如露天車場、停車場以及有限空間等）。比如封閉停車場需要面臨低光環(huán)境以及遮蔽環(huán)境對于傳感器感知的影響；受限空間需要考慮對空間和系統(tǒng)控制的精度要求。此外，自動泊車測試應(yīng)當考慮天氣因素對于自動泊車系統(tǒng)的影響，即模擬自動泊車測試中會存在雨天、霧天、雪天等惡劣天氣對各類傳感器感知能力的影響，測試自動泊車系統(tǒng)在惡劣天氣下的工作能力。

另外，自動泊車測試場景中應(yīng)考慮光場景下多種光照對自動泊車感知系統(tǒng)的影響，即由于自動泊車需要在不同光照條件下進行工作，系統(tǒng)需要應(yīng)對低光照、強光照以及反光區(qū)域等挑戰(zhàn)，因此需要在仿真測試中測試場景光線條件，保證在不同光照條件下能夠精確判定車位。

3國內(nèi)外自動泊車系統(tǒng)測試標準現(xiàn)狀

3.1 國際標準

國際上，自動泊車系統(tǒng)的設(shè)計和驗證依照ISO26262《道路車輛功能安全》標準進行。該標準為自動泊車系統(tǒng)的測試框架提供了具體指導(dǎo)，要求系統(tǒng)具備高安全性和可靠性。該標準涵蓋了從設(shè)計到驗證的整個過程，確保系統(tǒng)在執(zhí)行泊車任務(wù)時能夠自動識別障礙物進行避障操作，且在各種情況下功能不失效。此外，SAE發(fā)布的J3016標準對自動泊車系統(tǒng)的功能級別進行了明確劃分，特別是對L3及以上級別的系統(tǒng)提出了要求，包括系統(tǒng)需要在復(fù)雜環(huán)境下完成自主泊車，且能夠適應(yīng)不同光線、天氣和停車場場景等。

3.2 國內(nèi)標準

國內(nèi)方面，《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試技術(shù)規(guī)范（試行）》對自動泊車系統(tǒng)的控制精度、環(huán)境感知能力和安全性做出了具體要求。該規(guī)范規(guī)定系統(tǒng)需具備至少 1cm 的泊車精度，并能在多種復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定運行，如高密度停車場、狹小空間等[3]。系統(tǒng)必須通過對障礙物的精確感知，確保車輛能夠避開任何潛在的碰撞風險。該規(guī)范還對系統(tǒng)的傳感器精度、信號處理時間、響應(yīng)速度等提出了要求，確保系統(tǒng)在面對突發(fā)情況時能夠迅速做出反應(yīng)。

4智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動泊車系統(tǒng)測試標準框架

4.1測試分類與標準化框架

自動泊車系統(tǒng)測試框架采用層次化結(jié)構(gòu)設(shè)計，從上至下分為四個層級：測試分類、具體測試項目、測試方法與流程及測試設(shè)備與工具。如圖1所示。

自動泊車系統(tǒng)測試流程始于四大類測試：功能、性能、安全性和環(huán)境適應(yīng)性測試。功能測試的結(jié)果為性能測試提供基準參數(shù)，確保在驗證車輛響應(yīng)速度前，基本功能正常運行。安全性測試則橫向貫穿整個流程，其數(shù)據(jù)既驗證功能可靠性，又影響性能邊界設(shè)定。環(huán)境測試結(jié)果反饋調(diào)整其他測試參數(shù)，確保系統(tǒng)在不同條件下穩(wěn)定。

這些測試先進行模擬測試篩選問題，再轉(zhuǎn)入實車測試驗證實際表現(xiàn)，最后進行長期穩(wěn)定性測試。測試數(shù)據(jù)自下而上流動，由測試設(shè)備收集原始數(shù)據(jù)，通過測試方法整合分析，形成各類測試結(jié)果，最終匯總評估整體系統(tǒng)質(zhì)量。

4.2 測試指標設(shè)計

4.2.1 系統(tǒng)性能指標

自動泊車系統(tǒng)的性能主要包括停車精度、響應(yīng)時間、停車平穩(wěn)性等方面。其中停車精度一般通過車與車位邊界之距評價，通常要求車輛準確停放在車位中央，停車過程中應(yīng)保證不偏離停車位置。響應(yīng)時間是指系統(tǒng)檢測到停車需求到系統(tǒng)給出響應(yīng)的間隔時間，一般要求在一定值范圍內(nèi)，例如1＼～2s。穩(wěn)定性測試是系統(tǒng)在長時間運行中保證不降低使用性能的測試。

4.2.2 環(huán)境感知能力

環(huán)境感知功能是自動泊車系統(tǒng)的核心，直接決定了自動泊車能否安全、準確地執(zhí)行自動泊車任務(wù)。傳感器精準性、覆蓋半徑、響應(yīng)靈敏度和抗干擾性等方面是測試的主要內(nèi)容。環(huán)境感知功能的測試是對車輛周邊障礙物的識別，要求系統(tǒng)能夠?qū)χ車囕v、行人、墻壁和柱子等障礙物做出正確的判斷。此外，在不同天氣環(huán)境（雨、雪、霧等）及低光環(huán)境下，傳感器的有效性、感知性也需要被嚴格驗證。

4.2.3 用戶體驗

自動泊車系統(tǒng)的用戶體驗也是系統(tǒng)是否易用以及能否被接受的重要因素。應(yīng)當對系統(tǒng)的反應(yīng)時間、操作性、人機界面的易理解性等進行測試。如系統(tǒng)完成停車任務(wù)的連貫性，遇到復(fù)雜環(huán)境時智能化的反應(yīng)，用戶在測試中是否感覺到方便以及安全性等，以及用戶能否根據(jù)自身的喜好設(shè)置系統(tǒng)（比如自動泊車過程中根據(jù)停車空間的大小選擇停車策略的模式）。

4.3測試方法與流程

自動泊車測試采用模擬與實車相結(jié)合的方法，模擬測試通過環(huán)境模擬和數(shù)字模型驗證各種停車環(huán)境下的系統(tǒng)性能，實車測試則在真實停車場驗證系統(tǒng)功能、動態(tài)反應(yīng)力、穩(wěn)定性和環(huán)境交互能力。測試順序遵循功能測試 -復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性 -長時間穩(wěn)定性的邏輯，且各環(huán)節(jié)嚴格遵循系統(tǒng)設(shè)計需求和標準。

依照ISO8854規(guī)范，測試需使用至少3臺樣車確保統(tǒng)計顯著性，所有測試數(shù)據(jù)通過K-S檢驗法驗證其正態(tài)性分布。為確保系統(tǒng)魯棒性，邊緣案例測試比例應(yīng)不低于 15% ，包括極端天氣、非標準停車位和障礙物突變等情境，這些邊緣案例能有效驗證系統(tǒng)在極限條件下的可靠性和安全性邊界。

4.4測試設(shè)備與工具

自動泊車系統(tǒng)測試所需的工具及設(shè)備有：傳感器校準工具、測試平臺和數(shù)據(jù)采集與分析工具等。傳感器校準工具用于確保激光雷達、攝像頭和超聲波傳感器等器件的精確性以及工作狀態(tài)。測試平臺是用于進行不同停車場景下的環(huán)境等條件的模擬，尤其對于高精測試，平臺能夠模擬穩(wěn)定的測試環(huán)境。數(shù)據(jù)采集與分析工具用于實時采集系統(tǒng)表現(xiàn)數(shù)據(jù)并利用數(shù)據(jù)分析測評系統(tǒng)的性能5。此外，實時監(jiān)控系統(tǒng)和應(yīng)急響應(yīng)設(shè)備至關(guān)重要，如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（NationalInstrumentsDAQ設(shè)備）、溫濕度傳感器和振動監(jiān)測儀等，結(jié)合自動火災(zāi)報警系統(tǒng)和氣體泄漏探測器，能快速響應(yīng)突發(fā)事件，確保測試過程的安全性和數(shù)據(jù)完整性。

5結(jié)語

通過分析自動泊車系統(tǒng)的核心技術(shù)和測試需求，本文提出了一種全面的測試標準框架，涵蓋了從功能性、性能到環(huán)境適應(yīng)性的各個方面。雖然當下國內(nèi)外在自動泊車系統(tǒng)測試標準方面已有一定進展，但隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，標準仍需不斷完善。未來的標準化工作將促進自動泊車技術(shù)的廣泛應(yīng)用，并為智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供堅實的基礎(chǔ)。

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（編輯楊凱麟）