智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動(dòng)泊車系統(tǒng)測(cè)試方法研究

中圖分類號(hào)：U463.675 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-8639（2025）07-0051-03

Research ontheTestMethod of AutomaticParkingSystem for Intelligent Connected Vehicles

Gao Hua

（Zhengzhou Vocational College of Finance and Taxation，Zhengzhou 45oooo，China）

【Abstract】With the developmentof inteligent connectedvehicles，the testing demand forautomatic parking systemsisbecoming increasinglyurgent.Thearticlemainlyconstructsatestrequirementsystemcovering functional completeness，securitycredibilityand standard compliance，proposes avirtual-real fusion testarchitecture including the perception simulation layer，decisionverification layer，execution feedback layerand monitoringandanalysis layer， designsatestscenario library including basicscenarios，dynamic interferencescenariosandenvironmental interference scenarios，aswell asafull-processautomated test toolchain.Through themulti-dimensional evaluationindex system， theinfluencelaws of berthangles，environmentalilluminance，etc.onthesystemperformanceare discovered.The researchresultscan provide reusable testbenchmarksand tolchain references forthe automatic parking system，and can effectively solve problems such as insufficient coverage of traditional test scenarios.

【Key words】 intelligent connected vehicle；automatic parking；test method

0 引言

隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車已成為未來汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)。自動(dòng)泊車系統(tǒng)（AutomaticParkingSystem，APS）作為核心應(yīng)用，以高效便捷特性逐步推向市場(chǎng)。但該技術(shù)應(yīng)用需經(jīng)嚴(yán)格科學(xué)測(cè)試驗(yàn)證功能與可靠性，傳統(tǒng)測(cè)試方法無法滿足復(fù)雜場(chǎng)景需求，因此設(shè)計(jì)全面有效的測(cè)試體系成為行業(yè)課題。本文就此展開探討，旨在制定科學(xué)測(cè)試流程與標(biāo)準(zhǔn)，保障系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性與安全性，推動(dòng)其實(shí)際應(yīng)用。

1自動(dòng)泊車系統(tǒng)測(cè)試需求

1.1 功能完備性需求

自動(dòng)停車系統(tǒng)全程工作能力是指對(duì)自動(dòng)停車系統(tǒng)在各種環(huán)境下的整個(gè)流程操作進(jìn)行全面的測(cè)試。主要測(cè)試方面有感知部分多種方式集成精度、路徑規(guī)劃的魯棒性以及控制執(zhí)行的可靠性。針對(duì)感知部分需能檢測(cè)出車輛線的特征，如下雨或下霧時(shí)圖像質(zhì)量較差，這就需要毫米波雷達(dá)（MillimeterWaveRadar）數(shù)據(jù)和激光雷達(dá)（LightDetectionandRanging，LiDAR）數(shù)據(jù)的配合，以提升感知能力[；針對(duì)路徑規(guī)劃方面，測(cè)試對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物的應(yīng)對(duì)性，如有人突然穿越停車區(qū)，自動(dòng)停車系統(tǒng)則應(yīng)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建新的行駛路徑，而不是實(shí)施緊急制動(dòng)。針對(duì)控制執(zhí)行方面，檢驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)向速率之間的匹配程度，尤其是密集狹小空間的進(jìn)退換位，控制轉(zhuǎn)向角度與汽車真實(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度偏差應(yīng)該處于安全范圍。

1.2安全可信性需求

安全可信性測(cè)試需構(gòu)建多維度失效防護(hù)驗(yàn)證體系。硬件冗余機(jī)制驗(yàn)證傳感器突發(fā)故障時(shí)的系統(tǒng)響應(yīng)能力，當(dāng)毫米波雷達(dá)失效時(shí)，視覺與激光雷達(dá)的協(xié)同定位精度需維持車位識(shí)別功能2。軟件容錯(cuò)測(cè)試模擬通信延遲、數(shù)據(jù)丟包等異常工況，驗(yàn)證控制指令的穩(wěn)定性與失效降級(jí)策略的有效性。信息安全防護(hù)測(cè)試需針對(duì)車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議漏洞設(shè)計(jì)滲透攻擊模型，驗(yàn)證數(shù)據(jù)加密與入侵檢測(cè)機(jī)制的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。物理安全測(cè)試需量化機(jī)械部件的耐久性，持續(xù)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在高強(qiáng)度泊車操作后的精度衰減趨勢(shì)，確保全生命周期內(nèi)的功能可靠性。

1.3標(biāo)準(zhǔn)符合性需求

標(biāo)準(zhǔn)符合性測(cè)試需滿足國(guó)際法規(guī)與區(qū)域規(guī)范的雙重約束。功能安全認(rèn)證需依據(jù)IS026262標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證系統(tǒng)的失效檢測(cè)與容錯(cuò)能力，硬件隨機(jī)故障覆蓋率與軟件系統(tǒng)性缺陷防護(hù)水平需達(dá)到預(yù)設(shè)安全等級(jí)。測(cè)試場(chǎng)景庫(kù)需兼容不同地區(qū)的法規(guī)差異，中國(guó)場(chǎng)景側(cè)重斜向泊位與電動(dòng)車密集區(qū)域的測(cè)試，歐洲場(chǎng)景強(qiáng)化窄路會(huì)車與冰雪路面的驗(yàn)證要求。通信協(xié)議需適配CAN FD（ControllerArea NetworkFlexible DataRate）、車載以太網(wǎng)等傳輸標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)幀格式、傳輸速率與錯(cuò)誤校驗(yàn)機(jī)制的合規(guī)性。數(shù)據(jù)隱私保護(hù)需遵循GDPR（GeneralDataProtectionRegulation）等法規(guī)，確保車載攝像頭采集的環(huán)境數(shù)據(jù)經(jīng)邊緣計(jì)算脫敏處理，避免泄露行人生物特征信息。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

自動(dòng)泊車測(cè)試系統(tǒng)需兼顧真實(shí)性與可重復(fù)性，傳統(tǒng)實(shí)車路試受環(huán)境不可控因素制約，虛擬仿真又難以完全反映車輛動(dòng)力學(xué)特性。為此，構(gòu)建虛實(shí)融合的測(cè)試架構(gòu)成為行業(yè)共識(shí)。通過分層設(shè)計(jì)整合物理硬件與數(shù)字模型，在可控環(huán)境中復(fù)現(xiàn)復(fù)雜泊車場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)從傳感器信號(hào)模擬到執(zhí)行器控制的閉環(huán)驗(yàn)證。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如表1所示。

4層架構(gòu)的協(xié)同機(jī)制保障測(cè)試完整性：感知仿真層通過毫米波雷達(dá)點(diǎn)云生成工具模擬不同材質(zhì)車位的反射特性，解決實(shí)車測(cè)試中金屬護(hù)欄與真實(shí)車輛難以區(qū)分的問題。決策驗(yàn)證層建立“場(chǎng)景-動(dòng)作”映射規(guī)則庫(kù)，當(dāng)測(cè)試車輛距離障礙物 1.2m 時(shí)，驗(yàn)證算法能否觸發(fā)二次路徑規(guī)劃而非緊急制動(dòng)。執(zhí)行反饋層的輪胎滑移率模型精確模擬冰雪路面轉(zhuǎn)向不足特性，暴露出電子穩(wěn)定程序介入時(shí)機(jī)偏差。監(jiān)控分析層通過三維可視化界面同步顯示虛擬場(chǎng)景與車輛響應(yīng)軌跡，工程師可直觀發(fā)現(xiàn)超聲波雷達(dá)盲區(qū)導(dǎo)致的泊車路徑振蕩現(xiàn)象。這種架構(gòu)設(shè)計(jì)突破傳統(tǒng)測(cè)試工具的局限性，使夜間低照度泊車、動(dòng)態(tài)障礙物干擾等高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景得以安全復(fù)現(xiàn)。

2.2 測(cè)試場(chǎng)景庫(kù)構(gòu)建

測(cè)試場(chǎng)景庫(kù)建設(shè)聚焦典型性與邊界性場(chǎng)景覆蓋，通過多維參數(shù)組合生成差異化測(cè)試用例。基礎(chǔ)場(chǎng)景涵蓋垂直、平行、斜向3類泊位形態(tài)，每類設(shè)置空位率從 10% （極限狹窄）到 150% （超寬松）的梯度變化。動(dòng)態(tài)干擾場(chǎng)景模擬購(gòu)物車闖入、兒童突然穿越等突發(fā)狀況，檢驗(yàn)系統(tǒng)緊急避讓能力。環(huán)境干擾維度包括暴雨天氣的攝像頭圖像噪點(diǎn)、強(qiáng)電磁干擾下的雷達(dá)信號(hào)失真、隧道環(huán)境的衛(wèi)星定位丟失等復(fù)合挑戰(zhàn)。場(chǎng)景生成器采用模塊化設(shè)計(jì)，工程師可自由組合天氣、光照、障礙物運(yùn)動(dòng)軌跡等參數(shù)，快速構(gòu)建特定商場(chǎng)地下車庫(kù)或老舊小區(qū)窄巷的數(shù)字化雙胞胎。這種構(gòu)建方式突破傳統(tǒng)場(chǎng)景庫(kù)的靜態(tài)局限，使測(cè)試用例能伴隨真實(shí)道路數(shù)據(jù)持續(xù)進(jìn)化。

2.3 測(cè)試工具鏈開發(fā)

測(cè)試工具鏈開發(fā)注重全流程覆蓋與自動(dòng)化能力提升。傳感器模擬器套件支持12路攝像頭、8顆毫米波雷達(dá)、4組激光雷達(dá)的同步信號(hào)注入，可模擬前車突然開車門導(dǎo)致的視覺盲區(qū)擴(kuò)大現(xiàn)象。車輛動(dòng)力學(xué)仿真平臺(tái)內(nèi)置20種常見車型參數(shù)，通過方向盤力矩反饋模擬系統(tǒng)再現(xiàn)不同軸距車輛的轉(zhuǎn)向特性差異。自動(dòng)化測(cè)試管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)用例調(diào)度、結(jié)果記錄、報(bào)告生成的流水線作業(yè)，工程師可預(yù)設(shè)500組場(chǎng)景進(jìn)行夜間無人值守測(cè)試。關(guān)鍵創(chuàng)新在于故障注人工具，能夠精準(zhǔn)控制CAN總線報(bào)文丟失率，模擬控制器通信異常時(shí)的系統(tǒng)降級(jí)策略。工具鏈的模塊化設(shè)計(jì)允許靈活擴(kuò)展，例如新增車聯(lián)網(wǎng)（Vehicle to Everything，V2X）通信模塊后，可快速建立場(chǎng)端設(shè)備與測(cè)試車輛的協(xié)同泊車驗(yàn)證環(huán)境。

3 系統(tǒng)評(píng)估

3.1 評(píng)估指標(biāo)

科學(xué)評(píng)估自動(dòng)泊車系統(tǒng)需建立多維度指標(biāo)體系，既要量化基礎(chǔ)性能表現(xiàn)，也要反映復(fù)雜場(chǎng)景下的魯棒性與用戶主觀體驗(yàn)。傳統(tǒng)指標(biāo)側(cè)重泊車成功率與耗時(shí)等顯性參數(shù)，但忽視人機(jī)交互質(zhì)量與系統(tǒng)失效后的恢復(fù)能力。本文構(gòu)建覆蓋功能、安全、體驗(yàn)的3層評(píng)估框架，通過可量化參數(shù)與動(dòng)態(tài)權(quán)重機(jī)制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能力的全景畫像。評(píng)估指標(biāo)詳見表2。

指標(biāo)體系設(shè)計(jì)體現(xiàn)3大創(chuàng)新： ① 路徑曲率波動(dòng)系數(shù)量化控制平順性，解決傳統(tǒng)指標(biāo)無法反映方向盤頻繁修正的問題； ② 傳感器失效恢復(fù)率測(cè)試模擬毫米波雷達(dá)突發(fā)故障場(chǎng)景，驗(yàn)證多源數(shù)據(jù)冗余機(jī)制的響應(yīng)速度； ③ 接管提示清晰度評(píng)分引人駕駛員認(rèn)知負(fù)荷模型，通過語義理解測(cè)試與眼動(dòng)追蹤，評(píng)估提示信息的直觀性。

3.2 研究設(shè)計(jì)

研究設(shè)計(jì)需實(shí)現(xiàn)測(cè)試場(chǎng)景與評(píng)估方法的精準(zhǔn)匹配。采用分層抽樣策略從基礎(chǔ)場(chǎng)景庫(kù)中提取典型用例，覆蓋商場(chǎng)地下車庫(kù)、老舊小區(qū)窄巷等典型環(huán)境。測(cè)試分3個(gè)階段實(shí)施：硬件在環(huán)（HardwareIntheLoop，HIL）平臺(tái)驗(yàn)證算法邏輯，封閉場(chǎng)地實(shí)車測(cè)試動(dòng)態(tài)避障能力，開放道路長(zhǎng)周期監(jiān)測(cè)環(huán)境適應(yīng)性。測(cè)試工具鏈集成眼動(dòng)儀與生理電傳感器，同步采集駕駛員心率變異性指標(biāo)，構(gòu)建“場(chǎng)景復(fù)雜度-系統(tǒng)表現(xiàn)-用戶壓力”的關(guān)聯(lián)模型。通過可編程移動(dòng)障礙物模擬兒童跑動(dòng)等突發(fā)狀況，結(jié)合高精度定位系統(tǒng)記錄車輛軌跡偏移量，可量化系統(tǒng)在極端場(chǎng)景下的控制穩(wěn)定性。

3.3 結(jié)果分析

基于多場(chǎng)景測(cè)試數(shù)據(jù)的深度分析，揭示了系統(tǒng)性能的關(guān)鍵規(guī)律與潛在優(yōu)化空間。環(huán)境復(fù)雜度與泊車耗時(shí)的非線性關(guān)系、傳感器冗余機(jī)制的有效邊界、用戶認(rèn)知負(fù)荷的累積效應(yīng)等發(fā)現(xiàn)，為系統(tǒng)迭代提供了明確方向。結(jié)果分析見表3，其通過典型場(chǎng)景數(shù)據(jù)對(duì)比展現(xiàn)核心結(jié)論。

數(shù)據(jù)分析表明，泊位角度增大會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向角需求非線性上升，當(dāng)轉(zhuǎn)向角超過 620^° 時(shí)電子助力系統(tǒng)易出現(xiàn)扭矩波動(dòng)，建議優(yōu)化轉(zhuǎn)向電機(jī)的過熱保護(hù)策略。低照度環(huán)境下視覺定位失敗率顯著上升，但毫米波雷達(dá)的補(bǔ)償作用可使定位誤差降低至可接受范圍，驗(yàn)證了多傳感器冗余設(shè)計(jì)的必要性。用戶壓力指數(shù)與系統(tǒng)響應(yīng)延遲呈強(qiáng)正相關(guān)，當(dāng)延遲超過1.5s時(shí)壓力值提升至基準(zhǔn)值的2.3倍，需優(yōu)化人機(jī)交互的即時(shí)反饋機(jī)制。長(zhǎng)周期測(cè)試數(shù)據(jù)揭示控制器在連續(xù)工作4h后路徑規(guī)劃耗時(shí)增加 23% ，表明散熱設(shè)計(jì)存在改進(jìn)空間。暴雨場(chǎng)景中盡管泊入成功率達(dá)標(biāo)，但用戶壓力指數(shù)接近閾值，建議增加環(huán)境惡劣模式的主動(dòng)提示功能以降低焦慮感。

4結(jié)論

本研究通過構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動(dòng)泊車系統(tǒng)的全鏈路測(cè)試方法體系，系統(tǒng)性解決了傳統(tǒng)測(cè)試場(chǎng)景覆蓋不足、虛實(shí)環(huán)境割裂、評(píng)估維度單一等關(guān)鍵問題。創(chuàng)新性提出“需求-設(shè)計(jì)-評(píng)估”三位一體的測(cè)試框架，在功能驗(yàn)證層面實(shí)現(xiàn)了多模態(tài)感知冗余與動(dòng)態(tài)避障能力的定量評(píng)估，在安全驗(yàn)證層面建立了跨硬件失效、軟件異常、網(wǎng)絡(luò)攻擊的多維度防護(hù)能力測(cè)試流程，在標(biāo)準(zhǔn)化層面形成了適配國(guó)際法規(guī)與區(qū)域特性的場(chǎng)景庫(kù)構(gòu)建規(guī)范。實(shí)證研究表明，該體系可有效識(shí)別傳統(tǒng)方法難以發(fā)現(xiàn)的隱性缺陷，為行業(yè)提供了可復(fù)用的測(cè)試基準(zhǔn)與工具鏈參考。

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（編輯林子衿）