本实用新型涉及仿真技术领域，更具体的说，涉及一种车用控制器的硬件在环仿真测试系统。
背景技术：
目前在汽车行业控制器测试领域，主流测试方法是采用HIL(hardware-in-the-loop，硬件在环)测试，即硬件在回路仿真测试，其主要目的是：在进行实车测试前，在实验室环境中，通过大量的高覆盖度测试用例对车用控制器的控制策略、电气性能、故障诊断等功能进行高效率全方面测试，从而及早发现问题，减少高成本、高风险的实车测试。HIL测试通过高效地创建测试和执行自动化测试用例，可以极大节约产品和设备的测试时间和成本，同时还使测试变得更容易，从而提高了测试的可行性和安全性。在汽车领域中，根据ISO26262(汽车电子电气的功能安全标准)，对于某些功能安全等级高的车用控制器，如ADAS(Advanced Driver Assistance System，高级驾驶辅助系统的总称)相关控制器和无人驾驶控制器，必须进行HIL测试。
基于HIL平台进行车用控制器测试，需要预先在模型中搭建各式各样的测试场景，该测试场景主要是交通场景，包括被仿真测试车辆、交通车辆以及行人的交通行为。目前交通场景的搭建主要由模型工程师通过对被仿真测试车辆、交通车辆和行人的行为预定义实现，若要实现复杂的交通行为，则需要在搭建模型时进行大量的预定义。
然而，这种预定义存在一个缺点，就是无论车辆还是行人，其交通行为只能按照预定义的行为按部就班的进行，而真实的驾驶员和行人在实际的交通环境中具有很大的个性和不确定性，其行为会受到实时交通状况影响，从而做出复杂多变且不可预设的行为，而这些很难用数学模型去复现。并且，由于传统的交通场景的搭建对交通车辆和行人的行为定义缺乏真实性，因此，当涉及到被仿真测试车辆与交通车辆或行人进行交互的交通场景时，无法通过预定义实现。基于上述原因，传统的这种通过预定义搭建的按部就班的测试场景覆盖范围小，导致对车用控制器的测试结果可靠性不高。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型公开一种车用控制器的硬件在环仿真测试系统，以解决传统车用控制器测试方案，测试场景覆盖范围小，对车用控制器的测试结果可靠性不高的问题。
一种车用控制器的硬件在环仿真测试系统，包括：实时仿真柜、车辆驾驶舱以及多个真实行人穿戴设备，所述车辆驾驶舱包括一个被仿真测试车辆驾驶舱及多个真实交通车辆驾驶舱，所述实时仿真柜包括：信号输入/输出板卡和实时仿真机，所述信号输入/输出板卡分别连接所述被仿真测试车辆驾驶舱、各个真实交通车辆驾驶舱、各个真实行人穿戴设备、实时仿真机以及被仿真测试的车用控制器，其中：
所述被仿真测试车辆驾驶舱，用于为真实驾驶员提供操控环境，采集真实驾驶员的操控信号并输出至所述实时仿真机，以使运行在所述实时仿真机中相对应的目标车辆模型根据接收到的操控信号实现目标车辆运行仿真，以及根据所述实时仿真机输出的在交通场景中相对应的所述目标车辆模型的视频流和音频流，实现对真实目标车辆的视景和环境音效模拟仿真；
每个所述真实交通车辆驾驶舱，用于为真实驾驶员提供操控环境，采集真实驾驶员的操控信号并输出至所述实时仿真机，以使运行在所述实时仿真机中相对应的交通车辆模型根据接收到的操控信号实现交通车辆运行仿真，以及根据所述实时仿真机输出的在交通场景中相对应的所述交通车辆模型的视频流和音频流，实现对真实交通车辆的视景和环境音效模拟仿真；
每个所述真实行人穿戴设备，用于测量真实行人的真实运动数据并输出至所述实时仿真机，以使运行在所述实时仿真机中相对应的行人模型根据接收到的运行数据信号实现行人运动仿真，以及根据所述实时仿真机输出的在交通场景中相对应的行人模型的视频流和音频流，实现对真实行人的视景和环境音效模拟仿真；
所述信号输入/输出板卡，用于采集所述被仿真测试的车用控制器仿真测试过程中，各车辆驾驶舱内的真实驾驶员的操控信号以及真实行人的真实运行数据，并将所述操控信号和所述真实运行数据转换成对应的控制信号输出至所述实时仿真机中对应的模型，进行交通行为的动态仿真，同时，将运行在所述实时仿真机中的车辆模型和行人模型在交通场景中相对应的视频流和音频流，输出至相对应的车辆驾驶舱和真实行人穿戴设备。
优选的，所述车辆驾驶舱包括：传感器和视听设备；
所述传感器，用于采集真实驾驶员的操控信号，并通过所述信号输入/输出板卡，将所述操控信号输出至所述实时仿真机；
所述视听设备，用于根据所述实时仿真机输出的在交通场景中相对应的车辆模型的视频流和音频流，实现对真实车辆的视景和环境音效模拟仿真。
优选的，所述传感器与所述信号输入/输出板卡之间采用电气连接，所述视听设备和所述信号输入/输出板卡之间采用网络通信连接。
优选的，所述车辆驾驶舱至少包括：油门、制动、方向盘、档位和显示屏。
优选的，所述真实行人穿戴设备包括：穿戴式惯性传感器和虚拟现实头显设备，所述虚拟现实头显设备包括：虚拟现实眼镜和耳麦；
所述穿戴式惯性传感器，用于测量真实行人的真实运动数据，所述真实运动数据至少包括运动方向和速度；
所述虚拟现实头显设备，用于根据所述实时仿真机输出的在交通场景中相对应的行人模型的视频流和音频流，实现对真实行人的视景和环境音效模拟仿真。
优选的，所述穿戴式惯性传感器和所述信号输入/输出板卡之间采用电气连接，所述虚拟现实头显设备和所述信号输入/输出板卡之间采用网络通信连接。
优选的，所述信号输入/输出板卡集成有信号调理板卡；
所述信号调理板卡，用于将所述信号输入/输出板卡输出至所述实时仿真机中的各真实驾驶员的操控信号以及真实行人的真实运行数据，调理成所述实时仿真机所需要的信号。
优选的，所述被仿真测试的车用控制器包括：主动/无人驾驶控制器。
从上述的技术方案可知，本实用新型公开了一种车用控制器的硬件在环仿真测试系统，包括实时仿真柜、车辆驾驶舱以及多个真实行人穿戴设备，车辆驾驶舱具体包括一个被仿真测试车辆驾驶舱及多个真实交通车辆驾驶舱，本实用新型通过将真实驾驶员控制的被仿真测试车辆驾驶舱和真实交通车辆驾驶舱以及真实行人的交通行为引入测试场景，并形成真实驾驶员、真实行人与虚拟交通环境的闭环，实现了对现实车辆测试中的交通行为的复现，使得在被仿真测试的车用控制器仿真测试过程中，真实驾驶员可以按照个人意愿去驾驶车辆，与此同时，真实行人根据测试需求按照个人意愿在交通场景中运动，相比传统测试方案而言，本实用新型扩大了测试场景覆盖范围，大大提高了对车用控制器测试结果的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例公开的一种车用控制器的硬件在环仿真测试系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例公开了一种车用控制器的硬件在环仿真测试系统，以解决传统车用控制器测试方案，测试场景覆盖范围小，对车用控制器的测试结果可靠性不高的问题。
参见图1，本实用新型实施例公开的一种车用控制器的硬件在环仿真测试系统的结构示意图，其中，车用控制器为主动/无人驾驶控制器，具体可以为ADAS相关的所有车用控制器，ADAS是高级驾驶辅助系统的总称，包括ACC(Adaptive Cruise Control，自适应巡航控制系统)、AEB(Autonomous Emergency Braking，自动紧急制动系统)、LDW(Lane Departure Warning，车道偏离警示系统)等；
该仿真测试系统包括：
实时仿真柜11、车辆驾驶舱以及多个真实行人穿戴设备(参见图1中附图标记13所示的多个真实行人穿戴设备)，车辆驾驶舱包括一个被仿真测试车辆驾驶舱10及多个真实交通车辆驾驶舱(参见图1中附图标记12所示的多个真实交通车辆驾驶舱)，实时仿真柜11包括：信号输入/输出板卡111和实时仿真机112，信号输入/输出板卡111分别连接被仿真测试车辆驾驶舱10、各个真实交通车辆驾驶舱、各个真实行人穿戴设备、实时仿真机112以及被仿真测试的车用控制器101，其中，被仿真测试的车用控制器101与被仿真测试车辆驾驶舱10匹配，在实际应用中，被仿真测试的车用控制器101可以设置在实时仿真柜11的内部(如图1)，也可以设置在实时仿真柜11的外部，在本实施例中，被仿真测试的车用控制器101具体可以为主动/无人驾驶控制器；
具体的：
被仿真测试车辆驾驶舱10，用于为真实驾驶员提供操控环境，采集真实驾驶员的操控信号并输出至所述实时仿真机112，以使运行在所述实时仿真机112中相对应的目标车辆模型根据接收到的操控信号实现目标车辆运行仿真，以及根据所述实时仿真机112输出的在交通场景中相对应的所述目标车辆模型的视频流和音频流，实现对真实目标车辆的视景和环境音效模拟仿真；
每个所述真实交通车辆驾驶舱，用于为真实驾驶员提供操控环境，采集真实驾驶员的操控信号并输出至所述实时仿真机112，以使运行在所述实时仿真机112中相对应的交通车辆模型根据接收到的操控信号实现交通车辆运行仿真，以及根据所述实时仿真机112输出的在交通场景中相对应的交通车辆模型的视频流和音频流，实现对真实交通车辆的视景和环境音效模拟仿真，其中，各真实交通车辆驾驶舱可以是一个由油门、制动、方向盘及档位等组成的一个简易版的驾驶舱，该驾驶舱具有一个显示屏，用于显示模拟的交通场景。在实际仿真测试时，为更贴近真实的交通场景，可以依据真实交通车辆之间的区别，将各真实交通车辆驾驶舱设计成存在差别的驾驶舱。
本实施例中，采用对实车驾驶舱改造或是定制驾驶舱的方法，来完成对驾驶环境的模拟，在对实车驾驶舱改造时，需将动力总成及轮胎。在仿真测试系统中设置车辆驾驶舱的目的是：为真实驾驶员提供操控环境，其功能主要有两方面，一方面是采集真实驾驶员的操控信号，如加速制动踏板、方向盘转角、档位等；另一方面是实现对真实车辆的视景和环境音效模拟仿真。
具体的，在被仿真测试的车用控制器101仿真测试过程中，当真实驾驶员按照个人意愿在交通场景中驾驶车辆时，车辆驾驶舱会实时采集真实驾驶员的操控信号并输出至所述实时仿真机112，运行在实时仿真机112中相对应的车辆模型就会根据接收到的操控信号实现车辆的运动仿真。同时，实时仿真机112根据不同车辆模型在交通场景中的运行位置信息，以视频流和音频流的形式，通过网络通讯输出至对应的车辆驾驶舱，在车辆驾驶舱通过显示器或其它显示设备显示虚拟交通场景，将多个真实驾驶员融入到虚拟的测试场景中。
需要说明的是，运行在实时仿真机112中车辆模型预留有外部控制输入接口，车辆模型通过对应的外部控制输入接口接收操控信号。
每个所述真实行人穿戴设备，用于测量真实行人的真实运动数据并输出至所述实时仿真机112，以使运行在所述实时仿真机112中相对应的行人模型根据接收到的运行数据信号实现行人运动仿真，以及根据所述实时仿真机112输出的在交通场景中相对应的行人模型的视频流和音频流，实现对真实行人的视景和环境音效模拟仿真，其中，可以针对不同的行人配置不同的真实行人穿戴设备，如当为某一位行人配置的真实行人穿戴设备为手环和VR眼镜时，可以为另一位行人配置耳机和VR眼镜。
具体的，当佩戴真实行人穿戴设备的真实行人根据测试需求按照个人意愿在交通场景中运动时，真实行人穿戴设备会测量真实行人的真实运动数据，包括：运动方向和运动数据等；真实行人穿戴设备将测量的真实行人的真实运动数据输出至实时仿真机112后，运行在实时仿真机112中相对应的行人模型就会根据接收到的运行数据信号实现行人运动仿真。同时，实时仿真机112根据不同行人模型在交通场景中的运行位置信息，以视频流和音频流的形式，通过网络通讯输出至对应的真实行人穿戴设备，通过真实行人穿戴设备的显示器显示虚拟交通场景，将多个真实行人融入到虚拟的测试场景中。
需要说明的是，运行在实时仿真机112中的行人模型预留有外部控制输入接口，行人模型通过对应的外部控制输入接口接收运行数据信号。
实时仿真柜11是整个仿真测试系统的核心，是模型运行和信号交互的载体，主要包括：信号输入/输出板卡111和实时仿真机112，在实际应用中，实时仿真柜11还可以集成设置有系统电源。实时仿真柜11一方面保证了位于实时仿真机112内模型(至少包括车辆模型和行人模型)运行和系统仿真的实时性，另一方面实现了各类型电气信号、网络信号的采集和模拟，以及电气信号和网络信号与被仿真测试的车用控制器101的信号交互。
信号输入/输出板卡111，用于采集所述被仿真测试的车用控制器101仿真测试过程中，各车辆驾驶舱内的真实驾驶员的操控信号以及真实行人的真实运行数据，并将所述操控信号和所述真实运行数据转换成对应的控制信号输出至所述实时仿真机112中对应的模型，进行交通行为的动态仿真，同时，将运行在所述实时仿真机112中的车辆模型和行人模型在交通场景中相对应的视频流和音频流，输出至相对应的车辆驾驶舱和真实行人穿戴设备。
综上可知，本实用新型通过将真实驾驶员控制的被仿真测试车辆驾驶舱和真实交通车辆驾驶舱以及真实行人的交通行为引入测试场景，并形成真实驾驶员、真实行人与虚拟交通环境的闭环，实现了对现实车辆测试中的交通行为的复现，使得在被仿真测试的车用控制器101仿真测试过程中，真实驾驶员可以按照个人意愿去驾驶车辆，与此同时，真实行人根据测试需求按照个人意愿在交通场景中运动，相比传统测试方案而言，本实用新型扩大了测试场景覆盖范围，大大提高了对车用控制器测试结果的可靠性。
可以理解的是，在实时仿真机112对被仿真测试的车用控制器101仿真测试前，实时仿真机112还需要对车辆模型和行人模型进行参数化，以使车辆模型和行人模型可以精确的完成车辆和行人动力学特性的仿真。
因此，在实时仿真机112对被仿真测试的车用控制器101仿真测试前，实时仿真机112还用于根据实验测得的真实交通车辆参数对相对应的车辆模型进行参数化，根据验测得的真实行人参数对相对应的行人模型进行参数化，其中，所述真实交通车辆参数包括有被仿真测试车辆参数。
需要说明的是，在实际应用中，可以通过成熟的商业动力学仿真模型来仿真车辆和行人的动力学特性。车辆模型和行人模型预留外部控制输入接口，车辆模型和行人模型的仿真结果受输入信号控制，并根据接收的相应的控制信号来模拟相应的行为响应。
可以理解的是，为实现基于真实驾驶员和行人交通场景仿真，在实时仿真机112对被仿真测试的车用控制器101仿真测试前，还需要设置各真实交通车辆的初始位置和初始状态，以及各真实行人的初始位置和初始状态，其中，真实交通车辆的初始位置和初始状态，以及真实行人的初始位置和初始状态，具体依据实际测试场景需要而定，本实用新型在此不做限定。
对于真实驾驶员而言，在设置各真实交通车辆的初始位置和初始状态后，真实驾驶员就可以根据测试场景需要，按照个人意愿去驾驶车辆，从而提高测试结果的可靠性；对于真实行人而言，将真实行人在实验室中的位置与测试场景中的位置进行标定，行人就可以根据真实行人穿戴设备接收到实时仿真机112发送的虚拟交通场景中的视频流，根据测试需求按照个人意愿在虚拟交通场景中运动，从而提高测试结果的可靠性。
优选的，车辆驾驶舱包括：传感器和视听设备；
所述传感器，用于采集真实驾驶员的操控信号，并通过所述信号输入/输出板卡111，将所述操控信号输出至所述实时仿真机112；
具体的，传感器的类型由采集的真实驾驶员的操控信号决定，如当操控信号为加速制动踏板时，传感器可以采用位移传感器；当操控信号为方向盘转角时，传感器可以采用角度传感器。
所述视听设备，用于根据所述实时仿真机112输出的在交通场景中相对应的车辆模型的视频流和音频流，实现对真实车辆的视景和环境音效模拟仿真。
具体的，视听设备可以为显示器、音响等设备。
优选的，真实行人穿戴设备包括：穿戴式惯性传感器和虚拟现实(即VR)头显设备，其中，所述虚拟现实头显设备包括：虚拟现实眼镜和耳麦；
所述穿戴式惯性传感器穿戴在真实行人身上，用于测量真实行人的真实运动数据，所述真实运动数据至少包括运动方向和速度；
所述虚拟现实头显设备，用于根据所述实时仿真机输出的在交通场景中相对应的行人模型的视频流和音频流，实现对真实行人的视景和环境音效模拟仿真。
需要说明的是，本实用新型公开的硬件在环仿真测试系统采用电气信号和网络信号并行的通讯方式。来自真实驾驶员的操控信号和真实行人的运动数据经对应传感器转换成电气信号，该电气信号通过信号输入/输出板卡111进行采集，并由信号输入/输出板卡111将电气信号转换成对应的操控信号输入至运行在实时仿真机112中对应的模型，各模型分别基于接收到的操控信号进行交通行为的动态仿真。
同时，实时仿真机112将不同车辆模型(包括目标车辆模型和交通车辆模型)、行人模型在虚拟交通场景中的视频流和音频流，以网络信号形式传输至对应的车辆驾驶舱和行人的虚拟现实头显设备，车辆驾驶舱通过显示器或其它显示设备显示将多个驾驶员和多个行人融入到虚拟的测试场景中，同样，虚拟现实头显设备也将多个驾驶员和多个行人融入到虚拟的测试场景中。
需要说明的是，真实驾驶员在所处的车辆驾驶舱显示的测试场景中为第一人称模型，真实行人在佩戴的虚拟现实头显设备显示的测试场景中也为第一人称模型。
为实现硬件在环仿真测试系统的通讯方式为：电气信号和网络信号并行的通讯方式，本实用新型中，车辆驾驶舱中的传感器与信号输入/输出板卡111之间采用电气连接，车辆驾驶舱中的视听设备和信号输入/输出板卡111之间采用网络通信连接。
真实行人穿戴设备中的穿戴式惯性传感器和所述信号输入/输出板卡111之间采用电气连接，所述虚拟现实头显设备和所述信号输入/输出板卡111之间采用网络通信连接。
需要说明的是，为保证信号输入/输出板卡111输出至实时仿真机112的信号能够被实时仿真机112所用，本实用新型公开的信号输入/输出板卡111集成有信号调理板卡，所述信号调理板卡，用于将所述信号输入/输出板卡111输出至所述实时仿真机112中的各真实驾驶员的操控信号以及真实行人的真实运行数据，调理成所述实时仿真机112所需要的信号。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。