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数据回注系统传感器信号可靠性评估方法研究

胡铭尘 吴长水

胡铭尘, 吴长水. 数据回注系统传感器信号可靠性评估方法研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2026, 40(2): 167-173. doi: 10.12299/jsues.24-0383
引用本文: 胡铭尘, 吴长水. 数据回注系统传感器信号可靠性评估方法研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2026, 40(2): 167-173. doi: 10.12299/jsues.24-0383
HU Mingchen, WU Changshui. Research on reliability evaluation method for sensor signals in data reinjection system[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2026, 40(2): 167-173. doi: 10.12299/jsues.24-0383
Citation: HU Mingchen, WU Changshui. Research on reliability evaluation method for sensor signals in data reinjection system[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2026, 40(2): 167-173. doi: 10.12299/jsues.24-0383

数据回注系统传感器信号可靠性评估方法研究

doi: 10.12299/jsues.24-0383
详细信息
    作者简介:

    胡铭尘(1999 − ),男, 硕士生,研究方向为自动驾驶。E-mail:2891475427@qq.com

    通讯作者:

    吴长水(1978 − ),男,教授,博士,研究方向为 自动驾驶、汽车电子。E-mail:wuchangshui@sues.edu.cn

  • 中图分类号: U436.6

Research on reliability evaluation method for sensor signals in data reinjection system

  • 摘要: 智驾系统测试系统是智驾研究的重点,其中用于回注的感知层传感器信号必须可靠有效。针对单一误差指标进行横向对比的客观性不足,提出一种基于裕度与不确定度量化(quantification of margins and uncertainties, QMU)的传感器信号回注可靠性评估方法。基于QMU核心原理,首先结合评价阈值建立可靠性评估通路。其次,对数据回注系统传感器提出一套基于序关系法(G1法)和不确定性比例因子的综合模糊评价体系与评价流程,并据此得出测试结果。最后在仿真软件中搭建测试场景,对域控制器接收到的毫米波雷达与激光雷达的回注信号进行评估。结果表明:实测数据中,激光雷达最大高程误差、XY向平面误差、X向平面误差、Y向平面误差特性值分别为2.89、0.45、1.063、0.65,综合评价结果为2.82,毫米波雷达的测距、测角、测速特性值为2.14291.53061.1705。本研究所提方法的综合评价结果为1.467,实现了对传感器回注系统的深度评估和客观量化。
  • 图  1  基于QMU的数据回注系统评价流程

    Figure  1.  QMU-based evaluation process for a data reinjection system

    图  2  传感器仿真与数据回注平台

    Figure  2.  Sensor simulation and data reinjection platform

    图  3  毫米波雷达距离分辨力测试场景

    Figure  3.  Millimeter-wave radar range resolution test scenario

    图  4  毫米波雷达角度分辨力测试场景

    Figure  4.  Millimeter-wave radar angle resolution test scenario

    表  1  重要程度量化表

    Table  1.   Importance quantification table

    rk 说明
    1.0 指标$ {X}_{n-1} $比$ {X}_{n} $同样重要
    1.2 $ {\text{指标}X}_{n-1} $比$ {X}_{n} $稍微重要
    1.4 $ {\text{指标}X}_{n-1} $比$ {X}_{n} $明显重要
    1.6 $ {\text{指标}\mathrm{X}}_{n-1} $比$ {\mathrm{X}}_{n} $强烈重要
    1.8 $ {\text{指标}\mathrm{X}}_{n-1} $比$ {\mathrm{X}}_{n} $极端重要
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    表  2  测试用例说明表

    Table  2.   Test case description

    传感器类别 测试细目 具体测试场景
    毫米波雷达 距离分辨力测试 $ {l}_{3} $=30 m,$ {l}_{4} $=80 m
    角度分辨力测试 $ \Delta {\theta }_{i} $=0.1×180°
    速度分辨力测试 $ \Delta {s}_{i} $=1 m/s
    激光雷达 高程误差测试 点云高程误差计算
    平面误差测试 点云平面误差计算
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    表  3  毫米波雷达评价指标清单

    Table  3.   List of evaluation indicators for millimeter-wave radar

    评价指标 精度 权重
    DCamTB ± 0.075 m 0.373
    $ {\theta }_{\text{CamTB}} $ ± 0.5° 0.266
    vCamTB ± 0.2 m/s 0.222
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    表  4  毫米波雷达评价指标结果表

    Table  4.   Results of millimeter-wave radar evaluation indexes

    评价指标 性能上下界 测试数据 评价裕度 不确定度 评价特性值
    $ {D}_{\text{CamTB}} $/m [0.0357, 0.0469] [0.0381, 0.0422] 0.0045 0.0021 2.1429
    $ {\theta }_{{\mathrm{CamTB}}} $/(°) [0.107, 0.180] [0.120, 0.169] 0.0375 0.0245 1.5306
    $ {v}_{\text{CamTB}} $/(m·s−1) [0.040, 0.530] [0.070, 0.422] 0.2060 0.1760 1.1705
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    表  5  激光雷达评价指标结果表

    Table  5.   Results of LiDAR evaluation index

    评价指标 权重 性能上下界 测试数据 评价裕度 不确定度 评价特性值
    $ {d}_{\max}\text{/m} $ 0.380 [0.0171,0.0224] [0.0188,0.0206] 0.0026 0.0009 2.890
    $ {d}_{XY\max}\text{/m} $ 0.684 [0.0152,0.0167] [0.0150,0.0171] 0.0009 0.0019 0.450
    $ {d}_{X\max}\text{/m} $ 0.821 [0.0147,0.0192] [0.0148,0.0179] 0.0017 0.0016 1.063
    $ {d}_{Y\max}\text{/m} $ 0.821 [0.0166,0.0211] [0.0159,0.0199] 0.0013 0.0020 0.650
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  • [1] Ibarguengoytia P H, Sucar L E, Vadera S. Real time intelligent sensor validation[J] . IEEE Power Engineering Review, 2001, 21(9): 63 − 64. doi: 10.1109/59.962425
    [2] Zhang J, Ren F Y, Gao S, et al. Dynamic routing for data integrity and delay differentiated services in wireless sensor networks[J] . IEEE Transactions on Mobile Computing, 2015, 14(2): 328 − 343. doi: 10.1109/TMC.2014.2313576
    [3] Natan O, Miura J. Towards compact autonomous driving perception with balanced learning and multi-sensor fusion[J] . IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2022, 23(9): 16249 − 16266.
    [4] Braun H, Gerke M, Marchthaler R. Safety in autonomous driving-evaluation by maximum entropy[J] . ATZ Worldwide, 2021, 123(3): 62 − 67.
    [5] Son T D, Bhave A, Van der Auweraer H. Simulation-based testing framework for autonomous driving development[C] //2019 IEEE International Conference on Mechatronics. Ilmenau: IEEE, 2019: 576 − 583.
    [6] Chen Y, Chen S T, Xiao T, et al. Mixed test environment-based vehicle-in-the-loop validation-a new testing approach for autonomous vehicles[C] //2020 IEEE Intelligent Vehicles Symposium. Las Vegas: IEEE, 2020: 1283 − 1289.
    [7] Magosi Z F, Wellershaus C, Tihanyi V R, et al. Evaluation methodology for physical radar perception sensor models based on on-road measurements for the testing and validation of automated driving[J] . Energies, 2022, 15(7): 2545.
    [8] 陈君毅, 李如冰, 邢星宇, 等. 自动驾驶车辆智能性评价研究综述[J] . 同济大学学报(自然科学版), 2019, 47(12): 1785 − 1790, 1824.
    [9] 朱冰, 张培兴, 赵健, 等. 基于场景的自动驾驶汽车虚拟测试研究进展[J] . 中国公路学报, 2019, 32(6): 1 − 19.
    [10] 魏子茹, 卢延辉, 王鹏宇, 等. 基于CRITIC法的灰色关联理论在无人驾驶车辆测试评价中的应用[J] . 机械工程学报, 2021, 57(12): 99 − 108.
    [11] 李茹, 马育林, 田欢, 等. 基于熵值和G1法的自动驾驶车辆综合智能定量评价[J] . 汽车工程, 2020, 42(10): 1327 − 1334.
    [12] 李威. 面向智能驾驶的交通场景理解方法研究[D] . 长春: 吉林大学, 2021.
    [13] Hu S C, Fan H W, Gao B, et al. An image-based approach of task-driven driving scene categorization[PP/OL] . V1. (2021-03-10)[2024-06-18] . https://doi.org/10.48550/arXiv.2103.05920.
    [14] Wallstrom T C. Quantification of margins and uncertainties: a probabilistic framework[J] . Reliability Engineering & System Safety, 2011, 96(9): 1053 − 1062. doi: 10.1016/j.ress.2011.01.001
    [15] 林国庆, 逯超, 韩龙飞, 等. 汽车自动紧急制动系统行人测试与评价方法[J] . 汽车安全与节能学报, 2020, 11(3): 296 − 304.
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-12-18
  • 网络出版日期:  2026-08-19
  • 刊出日期:  2026-06-30

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