JP2024505516A - 自動化車両を試験するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラベース自律又は半自律車両制御システムの試験方法を提供する。【解決手段】カメラベース自律又は半自律車両制御システムの試験方法は、車両制御システムが車両制御システムの第１の実験室試験中に少なくとも１つのカメラからの少なくとも１つの制御入力により動作する間に、実験器具からの速度スケジュール又は帰還信号からの速度情報に基づき動的仮想車線マーカを指示する信号を生成するように構成された電子的シミュレータを自動的に制御すること；及び仮想車線マーカを、少なくとも１つのカメラの視界内の、そして少なくとも１つのカメラと画面又はモニタとの相対位置を反映する画面又はモニタ座標において透明又は半透明画面又はモニタ上に表示することを含む。【選択図】図１０

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年１月２９日に出願された米国仮特許出願第６３／１４３，６５３号の利益を主張し、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。

技術分野
本開示は、自動車排気ガス放出測定及び解析、自動車のエネルギー効率の測定、並びに自律的特徴を有する自動車の制御に関する。具体的には、本開示は、内燃エンジン（ＩＣＥ：Internal Combustion Engine）を有する自動車（ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）を含む）からの現実世界排気ガス放出及び自律制動特徴を有する任意の自動車（電池電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）を含む）型の現実世界エネルギー効率及び自動制動応答を実験室試験に基づき予測することに関する。

背景
ＩＣＥを有する最近の自動車は、環境、道路勾配、及び地上に見出される運転条件の略任意の組み合わせ下で確実に動作し得る。このような車両は、世界中で一般的であり、そして乾いた砂漠条件から高湿度熱帯雨林まで０Ｃを十分に下回る温度から４０Ｃ超の温度までの範囲の環境において、そして数珠つなぎで遅い都市交通からドイツアウトバーン上の高速走行まで規則正しく且つ確実に動作する。

多数の自動車をホストする多くの国は排気ガス放出標準規格（すなわち自動車製造者が適合しなければならない「排気管」標準規格）を有する。しかし、経験は現実世界において車両の放出及び燃料経済性に影響を与えることが知られている広範囲の現実世界環境、道路、及び運転条件下で車両を試験することが困難且つ高価であるということを示した。そして、ＨＥＶのエネルギー効率及び単一回充電時のＢＥＶの到達距離範囲は低周囲温度において低下するということがよく知られている。

実験室ベース排気管放出試験は歴史的に、周囲条件、車両速度パターン及び運転条件の制限された範囲下で行われてきた。車両の数が近年世界中で劇的に増加したので、そして車両がますますコンピュータ制御型になったので、国内大気品質（ＮＡＡＱ：National Ambient Air Quality）標準規格が現在の大気「基準値達成エリア」内で満足され続け得、そして現在の「非基準値達成エリア（non-attainment area）」内で最終的に満足され得るように政府及び自動車製造者が広範囲の動作条件にわたって車両の放出物をより良く理解する必要があるようになった。車両製造者はまた、広範囲の周囲及び動作条件全体にわたる車両放出制御及びパワートレイン較正に対する潜在的変更の効果を評価することができる必要があるようになった。

新しい車両排気ガス放出規制は、人間の健康に直接的又は間接的に影響を与えることが知られている特定判断基準汚染物質のための及び温室効果ガス放出の制御のためのＮＡＡＱの測定レベルにより部分的に駆り立てられる。ＮＡＡＱレベルは汚染の可動放出源及び固定汚染源の両方に依存して世界中で広く変化する。人口密度、気象条件、車両放出性能、地方使用中全車両（local in-use vehicle fleet）の年齢及び構成、空気汚染の固定汚染源、及び地理的特徴はすべてＮＡＡＱに影響を与える要因である。例えば、南カリフォルニアにおける空気品質は、地理的特徴及び大気条件に起因するよく知られた大気温度反転（atmospheric temperature inversion）と併せた高人口密度の理由で特に劣悪になり得る。

ＩＣＥを有する自動車及びトラックは「可動源」から（最も顕著には「排気管放出」から）の汚染全体に寄与する。そしてＢＥＶは汚染の「固定汚染源」（すなわち発電所からの放出物）に寄与する。現実世界において動作する任意の特定車両の排気管放出物及びエネルギー効率は多くの要因（様々な環境条件、道路勾配、運転者振る舞い、交通条件、及びそれらの要因に関係する車両の放出物制御の効果を含む）に依存する。

ＢＥＶは、パワーグリッドからエネルギーを得るのでますます大量に製造されれば将来は「固定汚染源」からの全体汚染の重要な要因になり得る。従って、現実世界運転におけるＢＥＶのエネルギー効率を理解することも同様に重要である。

ＩＣＥを有する車両からの基準汚染及び温室効果ガス放出を制御するための新しい排出基準の公布は、実験室ベース試験が非常に反復可能であり得るので、そして大量ベース現実世界（すなわち路上）試験は最近まで可能ではなかったので実験室ベース試験レジメ及び関連方法論へ伝統的に結び付けられてきた（すなわちポータブル放出物測定システム（ＰＥＭＳ：Portable Emissions Measurement System）の商業化以来）。

実験室試験方法は実際の試験条件下の放出物測定のために非常に精確且つ反復可能であると知られているが、現実世界運転は車両を伝統的実験室試験プロトコルがしないだろう広範囲の条件へ晒し得る。実験室において現実世界温度及び大気圧条件の全範囲を模擬する難しさ、実際の交通条件下の現実世界運転者振る舞いの影響等々を含むこのための多くの理由が存在する。

実験室試験方法を採用すること対現実世界車両動作に伴う歴史的問題をさらに悪化させるために、自律的特徴を有する車両の可用性及び人気は急速に成長している。自律的又は自動長手方向速度及び加速制御を有する車両は市場で今や一般的に入手可能であり、そしてやがて過半数を表し得る。これらの車両は、先行車両が存在しない（すなわち対象車両の前に及び極近傍に車両がない）場合は設定点車両速度を維持することができ、そして、より遅い車両に背後から近づく場合又は車両が車線を変更する場合は安全な車両距離間隔を維持するためにそれらの速度を変更することができそして対象車両の経路に入る。

他の車両と自律的に相互作用する一方で排出物質又は燃料経済性を測定するための実験室環境内でこれらの車両の「ブラインド試験」を行うことは現在可能ではない（ブラインド試験は対象車両に対するいかなる変更も許容されなく且つ車両制御システムの技術的詳細のいかなる知識も要求されないということを要求する）。しかし、自律的特徴がほとんどの車両における放出及びエネルギー効率に影響を与える（特に車両パワートレインが従来の運転者制御下で同様な現実世界運転のために採用されるだろう較正と比較して異なる較正を採用すれば）という可能性が高い。

車両及び自律システムの開発者により保有される技術知識の深さにより、現実世界における自律システムの動作に関するある程度の自信を取得するために現実世界交通における他の対立する車両が自動化車両制御システムに及ぼす影響を分離し模擬することが可能かもしれないが、このタイプの試験は完成車両システムが現実世界における同じやり方で振る舞うということを実証しない。完成車両システム試験は、実験室結果が現実世界性能を精確且つ適切に反映するという最高レベルの信頼性を提示するだろう、そして車両の特定型及びモデルに関する詳細技術情報への定期的アクセスを有しない規制者にとって適切且つ好適だろう。車両の放出及び燃料経済性特徴が自動化長手方向制御の採用により劣化され得るということがあり得る一方で、燃料経済性及び放出性能は自動化長手方向制御を採用することにより改善されることも可能である。しかし、これらのゴールを達成するために、うまく制御された実験室ベース試験装置及び関連方法が自動車製造者及び規制者の両方にとっての試験精度を最大化するために必要とされる。

放出及びエネルギー効率遵守目的のための伝統的実験室試験は通常、動力計（dynamometer）又はロール（roll）上で１つ又は複数の車両速度スケジュールに基づき動作する対象車両の排出物質又はエネルギー効率を測定することを含む。様々な車両速度スケジュールは様々なタイプの現実世界車両動作を表すように意図されている。例えば、環境保護庁（ＥＰＡ：Environmental Protection Agency）は、都市動作、ハイウェイ動作及びよりアグレッシブな車両動作を表すための様々な速度スケジュールを採用する。いずれの場合も、車両は対応速度スケジュールに可能な限り近いスケジュールで操作される。しかし、より新しい車両モデルは、増え続ける利便性特徴として自律的、動的長手方向速度制御を採用している。これらの特徴は、数珠つなぎ都市交通からハイウェイ動作までの範囲の任意の条件の動作下で安全な車両距離間隔を自動的に維持することにより十分に好都合であるので、そして技術の費用が急速に下がっているので、自律的速度制御特徴は将来はほとんどの車両上で見出されそして使用される可能性が高い。そして自律的速度制御特徴は将来の完全自律車両のキー技術の１つであり続ける可能性が高い。

しかし、自律車両速度制御の可用性及び使用は成長し続けるので、このような車両を実験室環境内で（特に、動力計又はロールを使用する特定車両速度スケジュール上の対象車両の動作に基づく伝統的試験レジメ内で）どのように試験するかはまだ知られていない。車両がそれ自身の速度を時間の大部分制御している将来においてどのように標準車両速度スケジュールの使用が解釈されることになるかは知られていない。例えば、速度スケジュールは単純に、対象車両が各場合の「交通の速度」で進行する先行車両の速度に応答して従うことを強いられる速度として解釈され得る、又は「交通の速度」自体として解釈され得る（対象車両が埋め込まれそして従わなければならない交通）。

概要
ここで、いくつかの実施形態は自律車両又は車両の実験室試験を行うことに関連し得る。これらの車両は、適用可能な場合には任意の経路上で、そして当該の任意の一組の周囲条件にわたる任意の長手方向制御車両モデルのＩＣＥ車両の場合の精確且つ反復可能な排気ガス質量放出測定結果及びエネルギー効率測定結果を取得するために自律的長手方向速度又は加速制御を有するとともに、任意の車両タイプ測定結果の自動制動行為及び現実世界エネルギー効率及び排気管放出を表す行為を有する。これらの実施形態は、放出及びエネルギー効率影響及び自律的長手方向制御車両機能の自動又は非常制動行為が精確に判断されることを可能にするための装置及び方法を提供する。さらに、制御環境において現実世界交通事象を模擬又は複製することにより、放出、エネルギー効率及び安全システム性能が校正、評価、及び改善され得る。

具体的には、いくつかの実施形態は、変動する距離、速度、及び加速率において試験車両に「先行」する模擬車両の存在により他の車両交通を模擬するための装置に関係する。これは、別の車両の試験車両の走行経路への入場（すなわち「カットイン」作戦）又はそれからの出場（すなわち「カットアウト」作戦）を模擬することを可能にする一方で、車両は動力計又はロールアセンブリと連携して現実的模擬自動車負荷条件下で動作し、大気条件は複製又は模擬され、そして放出物は標準放出測定システム及び方法を使用して採取される。

他の車両を模擬するための装置は、対象試験車両又は関連動力計又はロールアセンブリからの速度パラメータに基づき開ループ位置制御だけでなく閉ループフィードバック制御することができる。開ループ制御モードは所定追随距離スケジュールに従って試験車両に先行する車両の模擬を可能にする一方で、閉ループ動作は所望速度スケジュールに従う車両の模擬を可能にする又は対象車両自体を所望速度スケジュールに従わせる。両方の動作モードはまた、自動又は自律制動系を試験するための交通シナリオの模擬を支援する。

１つの装置は、光学単眼及び双眼カメラ、レーザベース距離感知システム（例えば、ＬｉＤＡＲシステム、ＲＡＤＡＲベース距離感知システムだけでなく様々なタイプのセンサで構成されそして「センサ融合（sensor fusion）」を介しリンクされたセンサのネットワーク）を含む車両長手方向速度制御システム内で使用されるすべてのタイプの電子センサにより検出可能な可動車両標的体を物理的に模擬する。この第１の装置は任意の長手方向制御システムの試験にとって重要である。

第２の装置は、光学単眼及び双眼カメラ、レーザベース距離感知システム（例えば、ＬｉＤＡＲシステム、ＲＡＤＡＲベース距離感知システムだけでなく様々なタイプのセンサで構成されそして「センサ融合」を介しリンクされたセンサのネットワーク）を含む車両長手方向速度制御システムにおいて使用される１つ又は複数のタイプの電子センサにより又は２つ以上のタイプの電子センサの組み合わせにより検出可能な仮想標的車両を電子的に模擬する。この第２の装置は、単一センサ技術又は任意の組み合わせのセンサ技術のいずれかを含む任意の長手方向制御サブシステムを試験することにとって重要である。

妨害された試験車両を所望速度スケジュール（例えば規定速度サイクル）に従わせる一般的可変交通条件を模擬車両が表す試験方法が開示される。

所望絶対速度スケジュール又は現実世界速度スケジュール（例えば規制速度サイクル）により定義された一般的交通条件を模擬車両が表し、これによりあたかも速度スケジュールの速度で流れる交通に関与するように対象車両に応答させそして自身を制御させる別の方法が開示される。

別の方法では、追随距離（すなわち模擬車両と対象車両との間の距離）は当該の所定スケジュールにより定義される。スケジュールは、追随距離が測定され記録された事前現実世界試験に基づき得る、又は当該の任意の他のスケジュールに基づき得る。

さらに別の方法では、自動又は緊急制動応答シナリオが所定追随距離スケジュールを使用して生成される。そして先行車両「カットイン」及び「カットアウト」作戦又はシナリオに対する対象車両の自動又は緊急制動応答を試験する他の方法がデュアル標的体シミュレータ装置と関連付けられて使用される。

上記方法のうちの任意の方法に従って試験する間に、車両タイプに依存する排出物質、エネルギー効率、燃料経済性及び自動化制動応答が測定され得る。

例えば、自律車両試験方法は、道路負荷を車両へ提供するように構成された動力計又はロールアセンブリと対象車両とを連携させるように；所望又は現実世界車両速度スケジュールの速度で「流れる」模擬交通に関与することにより、車両の速度を所望又は現実世界車両速度スケジュールに従わせるように；又は代替的に対象車両をその埋め込まれたアルゴリズム及び較正に従ってその速度を制御させるように模擬車両装置を操作することを含み得る。対応現実世界放出データ、エネルギー効率データ、又は安全システム（例えば自動非常制動）の性能に対応するデータが、関連車両システムの性能を改善するために；そして同じ車両の従来の制御と比較して放出及びエネルギー効率に対する自律システムの影響を判断するために、捕捉され使用され得る。

車両試験実験室は、試験車両に対し望ましい近接性に在る１つ又は複数の車両の存在を事前現実世界運転中の現実車両の記録された近接性に基づき物理的且つ電子的に複製するための；又は試験車両に対し望ましい近接性に在る１つ又は複数の車両の存在を所望交通シナリオに基づき模擬するための新規なシステムを備える。

試験実験室はまた、伝統的シャーシ動力計若しくはロールのいずれか又は代替的に各車両駆動車輪の別個の車軸動力計を備えるだけでなく、ＩＣＥ車両を試験するための質量放出採取機器（適用可能な場合には）並びに当該の一組の環境条件（例えば周囲温度、圧力及び湿度）へ試験車両を同車両が試験されている間に晒すための補足的一組の試験機器も備える。

実験室試験前に、試験車両は、望まれる任意の環境及び交通条件下の現実世界における当該の任意の経路上で運転され得る。例えば、ＮＡＡＱ「非基準値達成エリア」内の高交通幹線道路は研究者及び規制者にとって特に興味がある可能性がある。寒冷天候燃費性能は、より低温な気候において顧客によりより広範に使用される車両モデルの製造者にとって特に興味があり得る。

現実世界運転中、ＰＥＭＳは、車両の規制放出認可要件に依存して１マイル当たりグラム又はブレーキ馬力時間当たりグラムの質量放出を測定及び記録するためにＩＣＥ装備車両上に任意選択的に設置され得る。任意選択放出データに加えて、車両動作（全試験期間中の車両速度、加速器ペダル又はスロットル位置、及びブレーキペダル位置又は状態（すなわちオン／オフ）を含む）を特徴付けるために必要とされる周囲気象条件及び他の試験パラメータも記録される。手動変速機車両に関しては、ギヤ選択及びクラッチペダル位置も記録されなければならない。追随距離を複製する方法に関しては、先行車両の背後の追随距離もまた、カメラ、レーダ、ＬｉＤＡＲ又は他の関連システムのいずれかを使用することにより測定され記録される。

所望経路全体にわたる現実世界試験後、又は模擬される所望サイクルを展開又は決定した後、車両は、特別装備屋内又は屋外実験室へ持って来られ、そして動力計又はロール上に配置される又はそれへ接続される。実験室の質量放出採取機器（ＩＣＥ車両の場合の）は質量放出を測定し、そして車両動作中に当該の所望環境条件（すなわち現実世界試験中に実際に遭遇されるものと同じであっても異なってもよい環境条件）を提供するための補足的一組の試験機器が採用される。

現実世界試験中に記録される現実世界追随距離又は模擬される任意の所望現実世界追随距離は必要に応じ物理的模擬車両装置又は電子的模擬車両装置のいずれかへアップロードされる。

代替的に、試験装置は、所望車両速度スケジュール（例えば規制速度サイクル）に従うことになる対象車両に対し「出現する」他の車両の存在を模擬する、又は対象車両自体を所望車両速度スケジュール（例えば規定速度サイクル）に従わせる、のいずれかを行う。規制速度サイクルが将来の「交通の速度」又は「試験車両の速度」として解釈されることになるかはこの時点で知られていない。提案技術のうちのいくつかは、開示された装置を使用する試験結果と従来の速度制御下の同じ車両の試験結果とを比較することによる解釈下で、自律長手方向速度制御システムを採用することの影響を判断するための手段を提供する。

先行車両の背後の追随距離及び環境条件を含む一式の現実世界試験条件は、事前現実世界運転を参照して再生されるか又は実験室環境において所望により模擬されるかのいずれかである。パワートレインタイプに依存する質量放出又はエネルギー効率と他の自動長手方向制御性能パラメータとが注記及び記録される。その後の試験は、車両又は長手方向制御システムの放出物、効率又は他の性能測度を校正又は改善するために使用され得る。

ＰＥＭＳ放出データ又はエネルギー消費のいずれかが現実世界運転を含むその方法のために任意選択的に収集されれば、ＰＥＭＳデータは、同じ条件下で実験室試験中に収集された実験室放出又はエネルギー消費データと直接比較され得、これらが許容範囲内で等しいということを保証する。この任意選択「検証」プロセスは、実験室測定結果及び現実世界測定結果の両方が正しく且つ再生可能であるという高信頼度を文書化する役目を果たす。

図面の簡単な説明
自律車両放出、エネルギー効率、燃料経済性又は自動制動活動が測定又は観測されながら、車両試験台上で実際の自律的に制御された車両に動的に先行する車両又は車両交通の存在、運動、出現又は消失を複製又は模擬するための物理的装置を示す。 図１Ａに示される装置により模擬され得る「カットイン」交通作戦を描写する。 図１Ａに示される装置により模擬され得る「カットアウト」交通作戦を描写する。 自律車両放出、エネルギー効率、燃料経済性又は自動制動活動が測定又は観測されながら、２輪車両試験台上で実際の自律的に制御された車両に動的に先行する車両又は車両交通の存在、運動、出現又は消失を複製又は模擬するための電子的装置を示す。 自律車両放出、エネルギー効率、燃料経済性又は自動制動活動が測定又は観測されながら、２輪車両試験台上で実際の自律的に制御された車両に動的に先行する車両又は車両交通の存在、運動、出現又は消失を複製又は模擬するための物理的装置を示す。 車両が２輪車両試験台上で作動されている間に、アンチロックブレーキ又は自律制御を有する車両の非回転車輪ハブのワイヤハーネス入力への有効車輪速度センサ信号を模擬する方法を示す。 自律車両放出、エネルギー効率、燃料経済性又は自動制動活動が測定又は観測されながら、車輪ハブ動力計試験台を使用する実際の自律的制御車両に動的に先行する車両又は交通の存在、出現又は消失を複製又は模擬するための装置の上面図を示す。 実験室内の自律又は自動長手方向速度制御下の車両駆動を模擬するための方法を示す。 実験室内の自律又は自動長手方向速度制御下の車両駆動を模擬するための方法を示す。 実験室内の自律又は自動長手方向速度制御下の車両駆動を模擬するための方法を示す。 実験室内のカメラベース自律又は半自律車両又はシステムを試験するための装置を示す。 連携され動的に仮想な車線マーカが画面又はモニタ上に表示されそしてカメラにより同時に視認される、画面又はモニタを介しカメラにより視認される動的物体又は標的を採用する実験室内のカメラベース自律又は半自律車両又はシステムを試験するための方法を示す。 連携され動的に仮想な車線マーカが画面又はモニタ上に表示されそしてカメラにより同時に視認される、画面又はモニタを介しカメラにより視認される動的物体又は標的を採用する実験室内のカメラベース自律又は半自律車両又はシステムを試験するための一般的方法を示し、ここでは、自律車両又はシステムを取り囲む動的物体又は標的が存在する。

詳細な説明
本開示の様々な実施形態が本明細書において説明される。しかし、開示される実施形態は単に一例であり、そして他のいくつかの実施形態は明示的に示されない又は説明されない様々な及び代替形式を取り得る。図面は必ずしも原寸に比例してない；すなわち、いくつかの特徴は特定部品の詳細を示すために誇張又は最小化され得る。従って、本明細書において開示される特定構造及び機能詳細は、制限として解釈されるべきではなく、本発明を様々に採用するために当業者を教示するための単に代表的ベースとして解釈されるべきである。当業者が理解することになるように、添付図面の任意の１つを参照して示されそして説明される様々な特徴は明示的に示され説明されないいくつかの実施形態を生成するために１つ又は複数の他の図面に示された特徴と組み合わせられ得る。示される特徴の組み合わせは典型的アプリケーションの代表的実施形態を提供する。しかし、本開示の教示と整合する特徴の様々な組み合わせ及び修正形態は特定アプリケーション又は実施形態にとって望ましいかもしれない。

ここで、本発明者らは、そのすべてが自律又は自動長手方向速度制御システムを特徴付ける車両の動作及び制御に影響を与える交通の流れ、天候、車両道路負荷、加速度及び道路勾配に関係する現実世界運転条件を複製し模擬する。これらの複製された運転条件は、放出物及びエネルギー効率を精密に測定するために、実験室環境における自動制動活動を複製するために、そしてこのような測定及び活動が現実世界動作を表すために必要である。

運転スタイルはすべてのタイプの自動車パワートレインのエネルギー効率と内燃エンジン（ＩＣＥ）を採用するパワートレインの排出物レベルとに影響を与えるということが当業者によく知られている。加速計ペダル運動、制動活動及びパワートレイン較正はすべて車両の効率及び放出物に影響を与える。しかし、車両上の自律長手方向速度制御特徴（例えば適応型クルーズ制御（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control））は、運転者の標準加速器ペダル入力及び制動活動に取って代わり、そして車両が自律的に動作している間の異なる組のパワートレイン較正に依存し得る。

従来の非自律車両に関して、実験室放出物試験は、放出物が採取されている間に所望速度スケジュール又はサイクル全体にわたって車両を制御する人間運転者又はロボット運転者のいずれかにより通常は行われ、そして燃料経済性が放出物から判断される。電気計測は電気自動車のための同様な機能を提供する。しかし、自律車両（例えばＡＣＣを有するもの）の放出物及び燃料経済性、又はエネルギー効率を測定するための受容可能装置（又は試験方法）は未だ存在しないので、放出物及びエネルギー効率は、放出物及びエネルギー効率に対する自律動作の影響を理解する目的のために、人間又はロボット運転者による従来のやり方で動作する同じ車両の要件又は対応値と比較され得る。

例示的装置
内燃エンジンを有する車両の排出物及び燃料経済性又は車両加速、減速及び制動の自律制御を有する任意の車両のエネルギー効率若しくは自動制動応答を測定する目的のための様々な例示的装置が以下に説明される。

少なくとも１つの制御可能且つ自動ダミー又は標的体は、車両が、動力計又はロール動作と併せて活性化された当該の少なくとも１つの自律的長手方向速度制御特徴により動作している間に、対象車両に対し物理的に又は略動的に、のいずれかで配置され、こうして、車両速度制御及び制動が標的体の変化する相対位置及び速度により影響を与えられるようにする。１つ又は複数の標的体の相対位置、速度及び加速度は、動力計又はロール、試験車両、又はアフターマーケット自律車両カメラシステムなどの他の設置された測定システムからのフィードバックに基づき、設定点スケジュールに従って開ループ的やり方で又は閉ループ的やり方でのいずれかで制御され得る。

車両標的体は、その背後に位置する現実自律車両の検出システムにより現実車両からは区別不能にする視覚的、レーダ、及びＬｉＤＡＲ外観特徴を保有する。標的体位置及び運動は、対象車両に対して命令位置又は命令速度のいずれかまで、頭上トラックに沿って乗って行くトローリシステムにより制御される。代替的に、仮想標的体の位置及び運動は、対象車両からレーダ又はＬｉＤＡＲ信号を受信し、そして次に標的車両の相対位置又は運動の所望仮想位置又は運動に対応するレーダ「戻り」信号を発射するレーダ又はＬｉＤＡＲ受信機／発射器システムを使用することにより達成される。

車両研究及び開発目的のために、仮想標的手法はその簡易さ及び試験効率の理由で望ましいかもしれない。しかし、規制当局による放出物及びエネルギー効率遵守目的のために、試験されている対象車両に関する先験技術情報が知られていない「ブラインド試験」と完成車両の試験とをいかなる「偽」制御信号も模擬することなく行うことがしばしば望ましい。この後者の場合、実際の標的手法はより望ましいかもしれない。

図１Ａは、車両試験実験室内の対象車両６の前の可変追随距離４、４’における相互作用車両の存在を物理的に模擬するために使用される車両長手方向速度制御試験装置（ＶＬＳＣＴＡ：Vehicle Longitudinal Speed Control Testing Apparatus）２を示す。ＶＬＳＣＴＡ２は、模擬車両が対象車両６の前に出現又はそこから消えるようにすることができ、そして対象車両６に対し可変開又は閉速度（opening or closing speed）及び可変追随距離４、４’で移動する１つ又は複数の先行車両を模擬することができる。

機能的ブレーキ灯１０、１０’を有する可動標的体８、８’は、外観、レーダ断面、及び現実車両の裏面のようなＬｉＤＡＲ外観撮像特徴を提供することにより他の車両の存在を模擬する。これは、対象車両６が模擬車両と同じ相対位置及び運動を有する現実車両を有する現実世界において動作しているかのように対象車両６を模擬車両（すなわち可動標的体８、８’）と相互作用させる。

標的体８、８’は、固定されたトラック又はレール３０上の上に取り付けられた位置及び速度制御されたトローリアセンブリ（連結トローリアセンブリ２２及び非連結トローリアセンブリ２２’）により懸架される。標的体８、８’の運動は、本システムのモータ及び制御器（示されない）により、選択された動作モードに依存して、所望のやり方で動的に制御される。上からの懸架は、感知される可能性がありそして対象車両６の動作を変える可能性がある床搭載型物体の導入を回避するために有利である。

標的体８、８’は、代表的物理的外観又はレーダ痕跡を試験対象車両６の適切なセンサへ（例えば個々の光学カメラ、光学カメラシステム、双眼カメラ、レーダ送信機／受信機などへ）提供する任意の材料で作られた物理的構造である。機能的尾燈１０、１０’は、このようにして他の車両の制動を感知する追随車両への先行車両のブレーキの適用を模擬する。

標的体８、８’は、剛性棒ハンガー１３、１３’により連結トローリアセンブリ２２と非連結トローリアセンブリ２２’とへそれぞれ固定される。連結標的体８はまた、剛性プッシュ／プル棒１１により連結トローリアセンブリ２２の前方位置へ固定され、非連結標的体８’は、剛性棒１１’により非連結トローリアセンブリ２２’の前方位置へ固定される。後部トローリアセンブリ２８及びトローリアセンブリ２８’は、それらの速度、位置又は加速度とそして従って対象車両６に対する標的体８、８’の速度、位置又は加速度とを制御するための独立駆動機構へ直接接続される。

前部トローリアセンブリ４２もまた線形アクチュエータ４６により後部トローリアセンブリ２８へリンクされ、これにより、被駆動又は後部トローリアセンブリ２８に対するトラック又はレール３０に沿った前部トローリアセンブリ４２の直線運動を固定する。線形アクチュエータ４６は、後部トローリアセンブリ２８と前部トローリアセンブリ４２との間の間隔を増加又は低減させるために別個の制御信号により伸張又は後退させられる。

模擬車両の状態は、限定しないが配備状態（標的体８だけの場合の）、すなわち対象車両６の前に配備された又は車道の上（及び対象車両６の運動の仮想経路の外）に上昇された状態；対象車両６の前部と模擬車両標的体８、８’の後部との間の距離を指示する追随距離４、４’；及び対象車両６と模擬車両標的体８、８’との相対速度又は「閉速度」を含む少なくとも一組のパラメータにより定義される。

連結トローリアセンブリ２２及び非連結トローリアセンブリ２２’は、動力計アセンブリ１２又はロール（示されない）の動作と同期されたやり方で手動で又はプログラム的にのいずれかで連結標的体８及び非連結標的体８’を任意の所望状態に置くように制御される。アクチュエータ４６が伸張されると、前部トローリアセンブリ２８は後部トローリアセンブリ２８から離れる方向にトラック又はレールの３０に沿って移動させられ、これによりプッシュ／プル棒１１を引っ張り、そして標的体８及び剛性棒ハンガー１３を一緒に懸架軸４８を中心に迅速に回転させ、これにより、対象車両６の速度又は制御に影響を与える障害物として対象車両６により感知されることから標的体８を迅速に除去する。このようにして、標的体８は、被駆動後部トローリアセンブリ２８及び従動前部トローリアセンブリ４２の機能及び制御と併せて、対象車両６の前の又は対象車両６と第２の模擬標的体との間の車両又は障害物の存在又は突然出現の模擬を可能にする。突然出現はまた、「カットイン」及び「カットアウト」交通作戦を模擬するための標的体８の配備状態における「ステップ変化」と考えられる。

図１Ｂは、「カットイン」作戦（例えば車両６の運動の経路内への車線変更を模擬するための）を示すだけでなく、車両８の除去若しくは消失又は対象車両６の前からの障害物の除去若しくは消失も示し（例えば車両６の運動の経路からの車線変更を模擬する図１Ｃに示すように）、先行車両の背後の対象車両６の追随距離の大きさの「ステップ変化」を引き起こす。この機能はまた、対象車両が道路又はハイウェイから出る際の同じ車線内の先行車両を模擬するために使用され得る。

図１Ａに戻って参照すると、標的体８、８’の制御は、現実世界車両負荷条件を通常のやり方で模擬する動力計アセンブリ１２又はロール（示されない）と連携して対象車両６の模擬運転と連携される。標的体８、８’は運転者カバー１４の背後のモータ駆動部（示されない）へ接続された制御ケーブル（示されない）により移動される。後部可動レールストップ１６及び前部可動レールストップ１８は、連結トローリアセンブリ２２及び非連結トローリアセンブリ２２’が設計走行限度を越えるのを防止するためにフェールセーフ機構として働くトローリストップ２０、２０’と係合する。

動力計アセンブリ１２を採用する実験室試験中、排気ガス、粒状物質及び微粒子数分析システム（示されない）が、適用可能な場合には、定容量採取（ＣＶＳ：Constant Volume Sampling）システム（示されない）へ接続された採取ホース２６を介し試料を吸い込むことにより、車両排気管２４から出る排出物を測定するために使用され得、そして自律的長手方向速度又は制動制御を有する車両のエネルギー効率、運転可能性及び制動応答が研究又は評価され得る。

任意選択的に選択された長手方向速度制御を採用する車両に関して、自律制御モードの放出及びエネルギー効率に対する影響は、自律モードで動作する車両により行われた試験の放出及び効率結果と従来モードで動作する車両により行われた試験（すなわち、試験サイクル全体にわたって人間又はロボット運転者により又は車両制御の直接電子的操作により制御された試験）の結果とを比較するためにこの装置を使用することにより判断され得る。

連結トローリアセンブリ２２及び非連結トローリアセンブリ２２’は、プログラマブルコントローラ３４（任意選択的に試験セル自動化システム内へ一体化され得る）からの制御信号（その位置及び速度を動力計又はロールアセンブリ１２の方向に又はそれから離れる方向に命令するための）に応答して、ローラ３２、４４、３２’上でトローリトラック３０に沿って移動する。コントローラ３４入力は、動力計アセンブリ１２又はロール動作と連携される開ループ入力であるように、又は動力計コントローラ３６又はロールアセンブリからの若しくは動力計又はロール通信ケーブル３８を介し又は別個の電子的接続部（示されない）を介し電子的に通信する車両６自体からの車両速度信号に基づく計算から導出される閉ループ入力であるように、のいずれかであるように任意選択的に選択される。

コントローラ３４への直接開ループ動的信号入力は、動力計アセンブリ１２又はロール上の対象車両６と標的体８、８’との間の所望動的追随距離４、４’スケジュールに従って可動標的体８、８’を移動させ、これにより１つ又は複数の車両の存在を対象車両６の自律システムセンサへ模擬し、そして対象車両６の自律又は自動制御システムをその内部アルゴリズム及び較正に従って反応させる。

１つの動作モードでは、コントローラ３４は、事前路上試験又は同じ車両タイプを使用して行われる路上試験中の同じ距離スケジュールに従って先行車両に追随する間に、車両に能動的速度及び制動制御行為を複製するやり方で能動的速度又は自動制動制御を行わせるために所定追随距離スケジュールに従うために、連結標的体８と対象車両６との間の追随距離４又は非連結標的体８’と対象車両６との間の追随距離４’を動的に変更するようにプログラムされる。

追随距離測定デバイス４０は、追随距離が実験室内のその後の複製又は模擬のために測定されるが車両自体から取得可能でない路上試験に先立って、又は何らかの理由で車両からのセンサ関連データを監視しないことが望ましければ、対象車両６上に任意選択的に設置される。このデバイスは、使用されれば、アフターマーケット自律車両制御単眼又は双眼カメラシステム、又はレーダベース、ＬｉＤＡＲベース、若しくはレーザベースシステムであり得る。同じ追随距離測定デバイス４０は、模擬物理的車両の動的位置を提供するためにフィードバック系を提供するために実験室内でその後使用され得る。

第２の動作モードでは、コントローラ３４は、対象車両６速度を所望車両速度スケジュール（例えばＥＰＡのUrban Dynamometer Driving Cycle（ＵＤＤＳ）又はHighway Fuel Economy Test（ＨＷＦＥＴ）サイクルなどの規制試験サイクル）に従わせるために、連結標的体８と対象車両６との間の追随距離４又は非連結標的体８’と対象車両６との間の追随距離４’を動的に変更するようにプログラムされる。フィードバックとして動力計コントローラ３６若しくはロールアセンブリからの又は対象車両６からの速度パラメータを使用するコントローラ３４の閉ループ動作は、対象車両６が所望速度スケジュールに密に追随するということを保証する。

絶対速度ｖ_ａが連結標的体８又は非連結標的体８’の模擬現実世界車両速度を表し、そしてｖ_ｄが動力計アセンブリ１２又はロールアセンブリ上の対象車両６の速度（すなわち対象車両６自体により又は動力計コントローラ３６又はロールアセンブリにより感知された速度）を表せば、ｖ_ａは
ｖ_ａ＝ｖ_ｄ＋ｖ_ｒ
により定義され得、ここで、ｖ_ｒは標的体と対象車両６との間の相対速度である。ｖ_ａは現実世界基準系における標的体の絶対模擬速度と解釈される。これは、現実世界基準系における標的体の運動により模擬される別の車両の類似現実世界速度であり、現実車両が同じ追随距離４に在ればそしてｖ_ａに等しい速度で進行していれば対象車両６を現実世界において現実車両に反応するだろうやり方と同じやり方で反応させる。

第３の動作モードでは、コントローラ３４は、標的体８の絶対速度（すなわち現実世界道路速度を表す速度）を所望絶対速度スケジュール（例えばＥＰＡのＵＤＤＳ又はHighway Fuel Economy Test（ＨＦＥＴ）などの規制試験サイクル）に従わせるために、標的体８と車両６との間の追随距離４を動的に変更するようにプログラムされる。標的体８をこのようなやり方で操作することにより、対象車両６は、車両自体の速度よりむしろ「交通の速度」が所望又は規制試験サイクルの速度に従う現実交通条件において動作しているかのように動作させられる。対象車両６自体は、所望速度サイクルに随わないが、所望サイクルにより表される交通内に埋め込まれた自律車両として動作する。従って、このタイプの動作中に測定される放出及びエネルギー効率は、所望サイクルの速度で流れる現実交通における現実世界において取得されるだろう測定結果を表す。

前部トローリアセンブリ４２はまた、前部トローリローラ４４上のトローリトラック３０に沿って移動し、そしてアクチュエータ４６により後部トローリアセンブリ２８へ可変に接続される。後部トローリアセンブリ２８及び前部トローリアセンブリ４２は通常、トラック３０に沿って一緒に移動する間に、アクチュエータ４６の任意選択伸長は、懸架軸４８を中心に前方へ標的体８を迅速に回転させ、これにより、対象車両６の模擬前方向運動を妨害することから標的体８の突然消失を引き起こす。アクチュエータ４６の後退は、懸架軸４８を中心に後方へ標的体８を迅速に回転させ、これにより対象車両６の前方向運動に対する妨害として標的体８の突然出現を引き起こす。このようにして、コントローラ３４信号を介したアクチュエータ４６の意図的伸長及び後退は、所望に応じ、標的体８の（先行車両の突然出現又は消失を模擬するための）突然出現又は消失を引き起こす。上述のように、この機能はまた、標的体８を使用することにより他の模擬道路車線（示されない）からの又はそれに対する車線変更を模擬するために効果的である。

標的体８、８’の運動を実験室要員から絶縁するために動力計又はロール試験セル室に隣接する別個の室内にＶＬＳＣＴＡ２アセンブリを収容することが望ましいかもしれない。又は、ＶＬＳＣＴＡ２を室外に収容するが屋内試験実験室内に位置する対象車両６センサにとって可視であることが望ましいかもしれない。光、レーダ信号及びＬｉＤＡＲ信号に対し透明である専用ガラスで構築された窓５０がこの目的のために任意選択的にＶＬＳＣＴＡ２と動力計アセンブリ１２、６０（図３Ａ）又はロールアセンブリとの間に配置される。この追加特徴は本明細書において説明される試験モードのうちの任意モードのために使用され得る。

試験実験室は、圧力、温度及び湿度の大気条件が個々に制御され得る天候制御された室（示されない）内に含まれ得る。このような実験室は、試験結果の最大精度のために、そして制御された変数以外が同一であるように意図された試験間に、大気条件の複製又は模擬又は当該の特定大気条件の模擬が実験室において複製又は模擬される事前現実世界運転条件を反映することを可能にする。

代替的に、動的大気条件を複製及び模擬するためのより費用効率の高い実施形態は、最近商業的に入手可能にされた「環境条件シミュレータ」５２を採用する。この実施形態は、試験中に対象車両６パワートレインにより体験される周囲条件を動的に変更するための及び所望大気条件を複製及び模擬するためのそれほど資本集約的でない手段を提供する一方で、標準的放出試験実験室の使用又はその連続的使用を可能にする。この場合、周囲大気圧、温度及び湿度条件は、環境条件シミュレータ５２により生成され、そして吸気ホース５６により環境条件シミュレータ５２を対象車両６エンジン吸気システム（示されない）へそして排気ガスホース５４により車両の排気管２４へ接続することによりパワートレイン及び必要な車両センサへだけ適用される。環境条件シミュレータ５２は、吸気圧、排出背圧及び吸気湿度を、固定され選択された値又は所望に応じプログラム的に制御された動的値のいずれかへ制御する、又は対象車両６速度と動力計アセンブリ１２上の負荷とに適切に同期された現実世界試験中に記録される条件を模擬するように制御する。

図１Ａの装置はまた、図１Ｂに示す先行車両「カットイン」作戦及び図１Ｃに示す「カットアウト」作戦に対する対象車両６安全システムの応答を試験する試験方法と併せて使用され得る。カットイン作戦を模擬するために、対象車両は上述のように先行車両の存在により制御される。例えば、非連結標的体８’は、連結標的体８が非配備状態において制御される間に前述のやり方のうちの１つのやり方で制御される。カットイン作戦を模擬するための適切な時刻に、標的体８は対象車両６と非連結標的体８との間に迅速に配備され、そしてこの時、車両６応答が注記又は測定される。これは、非常制動の有効性を判断することになり得る又は「カットイン」作戦に対する任意の他の車両６パラメータの反応を測定することになり得る。

図１Ｃに示すように「カットアウト」作戦を模擬するために、対象車両６は対象車両６と非連結標的体８’との間に位置する先行車両（連結標的体８により表される）の模擬存在により制御される。カットアウト作戦を模擬する適切な時刻に、連結標的体８は迅速に後退又は配備解除され、これにより非連結標的体を「新」先行車両にならせる。そしてこの時、車両６応答が注記又は測定される。これは、「カットアウト」作戦に対する任意の車両６パラメータの反応を測定するために使用され得る。

図２は、１つ又は複数の可動仮想標的車両を電子的に生成し、対象車両６からの模擬距離においてそして対象車両６に対する模擬速度で車両と相互作用する仮想存在であって、車両試験実験室内で対象車両６に対する可変速度で走行する仮想存在を模擬し、これにより対象車両からの可変追随距離を表すために使用される電子的車両長手方向速度制御試験装置（ｅＶＬＳＣＴＡ：electronic Vehicle Longitudinal Speed Control Testing Apparatus）６３を示す。ｅＶＬＳＣＴＡ６３は、模擬車両を対象車両６の前から電子的に出現又は消失させそして対象車両６に対し可変開速度又は閉速度でそして可変追随距離で移動する先行車両を模擬することができる。ｅＶＬＳＣＴＡ６３は、対象車両６レーダ送信機／受信機から信号を受信し、対象車両６に対する模擬車両の所望模擬相対位置及び相対速度に対応する信号を同報通信するための１つ又は複数の電子的レーダ受信機／送信機５５（装備されれば）；対象車両６のＬｉＤＡＲ送信機／受信機から信号を受信し、そして対象車両６に対する模擬車両の所望模擬相対位置に対応する１つ又は複数の信号を発射するための１つ又は複数のＬｉＤＡＲ受信機／送信機５７（装備されれば）；及びディスプレイ画面６１を提供することにより、１つ又は複数の他の車両の存在を模擬するための集積化試験ラックで構成される。

対象車両６動力計コントローラ３６又はロールアセンブリからの速度帰還信号に基づき模擬標的車両の位置及び速度を制御することにより、対象車両６速度制御は、詳細に上に説明したように物理的標的体８の運動に対する対象車両６の応答と類似したやり方で、対象車両６が模擬車両と同じ相対位置及び運動を有する現実車両とともに現実世界において動作するかのように電子的模擬車両に応答することを強いられる。

図３Ａは、２つの回転駆動車輪だけを提供する２輪シャーシ動力計アセンブリ６０を使用することにより自律車両を試験するための試験装置を示す。アンチロックブレーキ及び自律的速度制御を有する最近の車両では、非回転車輪は通常、誤動作状態が車両自身の診断システムにより感知されるようにする。このような条件下では、上述のように車両を試験することは可能ではない。

２輪動力計アセンブリ６０上で試験するためには、対象車両６の診断システムが各車輪（非回転車輪６２（１つだけが示される）を含む）速度センサから有効速度センサ入力を受信することが必要である。これを行うために、特定の対象車両６型及びモデルに整合される集積化車輪速度センサを含む追加車輪ハブ６４（１つだけが示される）が、２輪動力計アセンブリ６０上の駆動車輪６８（１つだけが示される）の外部へ中心化可能に固定される。これを達成する１つのやり方は追加車輪ハブ６４を駆動車輪６８ハブスタッド又はラグナットへボルト締めすることであるので、追加車輪ハブ６４は駆動車輪６８と同じ速度で回転することになる。具体的には、いくつかの車両ハブは逆回転を感知するので非回転左側ハブを回転する右側車輪の外部へ取り付けることが有利であり得る（逆も同様）。追加車輪ハブ６４は自由回転すること（内部軸受摩擦に起因する）を回転防止ストラップ７０により防止される（一方の側だけが示される）。

試験に先立って、２輪動力計アセンブリ６０上で動作しながら非回転車輪ハブに一体化された対象車両６のオリジナル車輪ハブ速度センサが対象車両６ワイヤハーネス入力（示されない）から切り離される。追加ハブ６４の集積化速度センサ（示されない）は、いくつかの車輪ハブセンサがまた逆運動を感知するので延長ワイヤハーネス６６によりワイヤハーネス入力へ交差パターンで接続される（すなわち、右駆動車輪外部取り付けハブは左非駆動車輪ハブの位置において車両６ワイヤハーネスへ接続される）（逆も同様）。追加駆動車輪ハブ６４は、駆動車輪６８の外側へ取り付けられる非駆動車輪ハブに対し１８０度回転される必要があるので、交差的に接続されないとしても望まれるのとは反対方向に回転しているように見えるだろう。

図３Ｂは、説明したように車両６の駆動車輪６８に取り付けられた追加車輪ハブ６４の近景を示す。

図４は、どのように車両長手方向速度制御試験装置（ＶＬＳＣＴＡ）２が駆動軸動力計を採用する車両試験実験室内の対象車両６から可変追随距離４において相互作用する車両の存在を物理的に模擬するために使用されるかを示す上面図である。シャーシ動力計アセンブリ１２又は２輪動力計アセンブリ６０の代わりに、個別駆動軸電気動力計１０２、１０４、１０６、１０８が現実的現実世界負荷を通常のやり方で車両６へ提供するために使用される。

試験の設置及び効率を簡略化するために、一体型車軸軸受及びロックハブ７８、８０、８２、８４を有する特殊駆動車輪７０、７２、７４、７６が、標準車輪の代わりに試験車両６上に取り付けられる。動力計１０２、１０４、１０６、１０８は移動可能である。動力計１０２、１０４、１０６、１０８はベッドプレート（示されない）上に好都合に取り付けられ、そしてシャーシ動力計１２、６０と同じ機能を果たし得る。

一体型車軸軸受及びロックハブ７８、８０、８２、８４を有する特殊車輪７０、７２、７４、７６は、駆動車軸８６、８８、９０、９２が一体型車軸軸受内で自由に回転することを可能にする、すなわち、試験中に「ロック解除される」際の車輪からの選択可能切り離し（すなわち「惰性走行」）を許容する。しかし、車軸８６、８８、９０、９２は動力計が設置されると動力計入力軸９４、９６、９８、１００と係合する。特殊車輪７０、７２、７４、７６が「ロックされた」位置へ設定されると、駆動車軸８６、８８、９０、９２は通常のやり方で特殊車輪７０、７２、７４、７６へ接続されるので、車両は試験のための所望位置へ運転され移動されることができる。現実世界負荷を車両へ適用するためのこの代替手段を除き、この装置による試験は上述の他の動力計装置による試験と同様に行われる。

いくつかの例では、車両長手方向速度制御試験装置は、動力計アセンブリにより負荷がかけられる間に能動的速度制御を実行する車両から離間された第１の可動標的体を含む。車両長手方向速度制御試験装置はまた、以下のことを行わせることにより第１の可動標的体と車両との間の距離を変更するようにプログラムされたコントローラを含む：（ｉ）車両の速度パラメータを動力計アセンブリ又は車両からの速度パラメータフィードバックに基づき所望車両速度スケジュールに従わせること、（ｉｉ）第１の可動標的体の速度と速度パラメータフィードバックとの合計を所望絶対速度スケジュールに従わせること、又は（ｉｉｉ）第１の可動標的体と車両との間の距離を所望距離スケジュールに従って増加させること。本装置はさらに、車両から離間された第２の可動標的体を含み得、コントローラはさらに、第１及び第２の可動標的体のうちの最近接可動標的体と車両との間の距離のステップ変化を引き起こすように第１の可動標的体の配備状態を変更するようにプログラムされ得る。本装置はさらに、上記合計を第１の可動標的体が未配備状態である間に所望絶対速度スケジュールに従わせるように第２の可動標的体と車両との間の距離を変更するようにプログラムされる。本装置はさらに、動力計アセンブリを囲む大気模擬室、又は調整空気を車両のパワートレイン又は排気システムへ提供するように構成された大気模擬システムを含み得る。動力計アセンブリは回動力を車両の１つ又は複数の回転車輪へ提供するように構成されたシャーシ動力計であり得、そして本装置はさらに、車両の外側の回転車輪に取り付けられそして車両の非回転車輪速度センサ入力へ電気的に接続された車輪速度センサを含むハブアセンブリを含み得る。本装置はさらに、光、光検出信号及び測光信号、又はレーダ信号に対し透明でありそして可動標的体と車両との間に配置された表面を含み得る。

いくつかの例では、車両長手方向速度制御試験装置は、動力計アセンブリにより負荷がかけられる間に能動的速度制御を実行する車両と協働するように構成された第１の電子的仮想標的シミュレータを含む。車両長手方向速度制御試験装置はまた、以下のことをさせるように第１の電子的仮想標的シミュレータの出力信号を変更するようにプログラムされたコントローラを含む：（ｉ）車両の速度パラメータを動力計アセンブリ又は車両からの速度パラメータフィードバックに基づき所望車両速度スケジュールに従わせること、（ｉｉ）第１の電子的標的シミュレータより模擬された仮想可動標的の模擬速度と速度パラメータフィードバックとの合計を所望絶対速度スケジュールに従わせること、又は（ｉｉｉ）仮想可動標的体と車両との間の模擬距離を所望距離スケジュールに従って増加させること。本装置はさらに、車両と協働するように構成された第２の電子的仮想標的シミュレータを含み得、コントローラはさらに、模擬距離のステップ変化を引き起こすために仮想可動標的の配備状態を変更するようにプログラムされる。本装置はさらに、動力計アセンブリを囲む大気模擬室、又は調整空気を車両のパワートレイン又は排気システムへ提供するように構成された大気模擬システムを含み得る。動力計アセンブリは回動力を車両の１つ又は複数の回転車輪へ提供するように構成されたシャーシ動力計であり得、そして本装置はさらに、車両の外側の回転車輪に取り付けられそして車両の非回転車輪速度センサ入力へ電気的に接続された車輪速度センサを含むハブアセンブリを含み得る。

例示的方法
特定車両速度サイクルに従うようにされている間の又は制御された車両速度サイクルを有する模擬車両に従うことにより表された模擬交通流れ内で動作するようにされている間の長手方向速度、加速度又は追随距離の能動的制御を採用する車両の燃料経済性及び排出物を精密に測定するための多数の例示的試験方法が以下に説明される。他の試験方法は、任意の車両タイプのエネルギー効率、燃料経済性又は放出に対する長手方向制御システムの影響を規定通りに定量化することにより長手方向運動制御較正及びアルゴリズム変更の影響を追加的に判断するためのものである。

長手方向速度、加速度又は距離制御を採用する車両安全性特徴の性能を測定するための追加試験方法もまた説明されることになる。例えば、模擬交通シナリオを使用することにより非常制動系の性能及び有効性を試験すること。

例示的実験室試験方法のそれぞれは、動力計を使用して、車両に対し働く全可変力を複製又は模擬することに関与する。この力は、先行現実世界運転中に同じ車両又は同様な車両に対し作用された力の複製された力、又は同様な試験条件下の現実世界において車両に対し働くだろう力を例えば車両速度及び道路勾配条件に基づき近似する模擬推定力であり得る。全力は、車両質量、加速率、速度、道路勾配、周囲大気条件、及びすぐそばの車両への反応から生じる自律制御システム振る舞いを含むがこれに限定されない多数の要因の組み合わせに基づいてもよいし、当該の模擬力に基づいてもよい。

動力計試験は通常、冷却のためのパワートレインラジエータを貫流する路上空気流れであって放出物後処理に対する冷却効果を模擬するために対象車両６下の路上空気流れを模擬するために対象車両６の前に置かれた可変速度ファンを採用する。代替的に、より小さな可変速度ファンが、冷却を、後処理のための任意選択「側面冷却」とともに車両６のラジエータへ提供するために時に使用される。実験室試験のために、ラジエータ冷却は、対象車両６の前に置かれた冷却ファンが自律車両制御センサのうちの１つ又は複数と干渉し得るので通常とは異なるやり方で提供されなければならない。１つの冷却選択肢は、空気を閉位置のフードを有する車両の下からエンジンルームを介し吸い込み、これにより空気をラジエータを介し吸い込むことである。別の選択肢は、様々なセンサの視界の外の車両の前のより小さなファンを使用することである。しかし、この選択肢は車両の自律的センサのいくつかの理解を必要とする。いずれの選択肢も、対象車両６のラジエータを貫流する冷却空気を引き起こすために使用され得、近年一般的となった車両の底のカバーパネルの一部を除去又は修正することを必要とし得る。

例示的試験方法のそれぞれは、車両上の模擬負荷の適用と連携される所望の変化する周囲環境条件の複製又は模擬のための第２の要素に関与する。所望条件は、事前路上試験中に体験された実際の周囲条件に基づいてもよいし当該の任意の他の条件を模擬することに基づいてもよい。これは、ＩＣＥパワートレインの場合、環境室を使用することにより又はパワートレイン及び関連センサだけを所望条件へ晒すことにより（例えばエンジン吸気圧、温度及び湿度を調節することによりそして適切な排出流背圧を提供することにより）全車両を所望条件へ晒すことにより達成され得る。これを行うための装置は上に説明した。関連センサを同じ環境条件内に取り囲むこともまた、車両設計に依存して必要であり得る。

例示的試験方法のそれぞれは、対象車両に現実又は模擬車両負荷、現実又は模擬周囲環境条件、及び現実又は模擬交通条件により定義される同じ条件下で現実世界動作において採用されるだろうものと同じパワートレイン及び安全機構較正を採用させるための第３の要素に関与する。実際の交通条件は、試験されている対象車両６の位置、速度及び加速度との適切な連携で１つ又は複数の車両の物理的又は電子的模擬により模擬され得る。

例示的試験方法のそれぞれ方法の第４の要素は、排出物の測定（ＩＣＥ車両の場合）とパワートレイン又は車両のエネルギー効率又は燃料経済性の測定又は判断とに関与する。ＩＣＥ車両の場合、排出気体及び微粒放出が、採取され、そして関連規制標準規格又はＲ＆Ｄ目的のための他のメトリックと比較され、そして電気自動車の場合、エネルギー消費測定が通常のやり方で行われる。現実世界路上試験により先行される実験室試験のために、ＰＥＭＳ放出測定及び車両速度が連続的に記録され得る。次に、ＰＥＭＳデータは、路上車両速度スケジュール、道路勾配及び周囲条件が実験室内で模擬されるその後の実験室試験を検証するために使用され得る。

図５～７は、車両負荷、周囲条件及び関連交通条件が複製又は模擬される一方で、車両の排気ガス放出及び燃料経済性を測定するための、又は非常制動の性能、又は自律的長手方向速度、距離、又は加速制御、又は関連安全機構を有する車両の他の防御安全機構を評価するための様々な例示的試験方法を示す。これらの方法は、車両依存道路負荷係数に基づく且つ車両質量及び道路勾配の影響を模擬することによる道路負荷制御能力を有する動力計を使用する適切な全道路負荷のシミュレーションを必要とする。これらの方法に従って試験を行うことにより、このような自律的長手方向制御を有する車両の放出及びエネルギー効率は、様々な組の周囲天候及び交通条件下の同じ又は同様な車両と又は様々なパワートレイン又は自律制御較正を有する同じ又は同様な車両と比較され得る。このようにして、本方法は、性能及び安全性目的のためにパワートレイン、自律車両センサ及びアルゴリズムを校正するために、そして規制目的のための車両のエネルギー効率及び排出物に対する自律的長手方向制御特徴の影響を判断するために有用である。

図５～７に示される例示的試験方法は、「道路負荷制御」モード（動力計が車両速度の関数である負荷に少なくとも部分的に基づく負荷を提供するようにプログラムされる一般的動作モード）のために構成された動力計により行われる。この速度依存項は他のパラメータ（例えば大気条件）自体の関数である一方で、追加パラメータが通常、道路勾配又は勾配の複製又は模擬の責任を負う。この機能を行うことができるいかなる動力計（シャーシ動力計１２、シャーシ動力計６０及び車輪ハブ動力計１０２、１０４、１０６、１０８を含む）も好適である。当業者は「本方法はエンジン動力計を使用するループ内エンジン手法を使用して試験することへ適用され得る」ということも理解することになる。

図５～７に示す例示的試験方法のうちの任意の方法は、周囲大気条件シミュレータ５２、又は所望気象条件が代替的にたまたま入手可能である実験室周囲条件とは異なる場合に精密な試験を行うための全車両「環境試験室」を任意選択的に採用し得る。

図５～７に示す試験方法は、様々な環境条件におけるその後の試験に先立って、又は車両及び／又は較正を修正することとそして変更の影響を判断するために再試験することとに先だって、又は現実世界速度スケジュール、周囲気象条件、及び現実世界運転のその後の実験室シミュレーションに使用される現実世界「追随距離」スケジュールを取得及び記録するために、同じ現実世界環境条件の実験室シミュレーションの検証における後の使用のための放出及び／又はエネルギー効率データを取得するために現実世界路上試験により任意選択的に先行され得る。代替的に、現実世界試験は、知られた速度又は追随距離スケジュール全体にわたる動作が望まれれば、そして実験室検証が要求されなければ回避され得る。

図５を参照すると、第１の例示的試験方法１１０は、上述のように所望速度スケジュール（例えば規制速度ベース試験サイクル又は事前現実世界運転から取得される速度サイクル）に従って動作するようにされる自律車両の試験に関係する。この場合、ＶＬＳＣＴＡ２装置は、対象車両６を所望速度サイクルに従ってその長手方向速度を制御させる外部交通条件を模擬するために使用される。本方法は、動的周囲条件下の任意の現実世界経路又は所望車両速度スケジュールのための現実世界測定結果を表す自律車両のための排出、燃料経済性又はエネルギー効率測定、及び自動制動活動を取得することを可能にする。上述のように、これは、予め判断された現実世界負荷及び大気条件スケジュールを複製する間に、又は当該の所望現実世界負荷及び大気条件スケジュールを模擬することにより、のいずれかにより行われる。

現実世界又は他の車両速度スケジュール及び関連道路勾配スケジュールは自身の目的のために研究者により選択される。例えば、模擬経路は、ラッシュアワー中の大交通量軽量乗用車通勤回廊であり得る、又はそれぞれが大容量通勤回廊である多くの副経路を包含する長期間経路であり得る、又は規制者又は自動車製造者のいずれかにとって興味のある任意の他の経路であり得る、又は試験経路は既存速度及び道路勾配スケジュールにより表され得る。

現実世界スケジュールを取得する場合、車両６は、所望に応じ設定される自律的速度制御設定点を有する所望道路経路上で運転され、そして結果の車両速度スケジュール、道路勾配スケジュール及び周囲気象条件スケジュール（限定しないが大気圧、周囲温度及び湿度を含む）も記録しながら、記録される。オンボード「気象台」が一時的に設置され、周囲大気条件の連続的更新を提供するために使用され得、これから、大気圧、温度、湿度及び空気速度測定結果がすべて、適切な周波数（例えば１Ｈｚ）で記録される。そうでなければ、代替速度スケジュール及び道路勾配スケジュールが試験のゴールに依存して選択又は生成される。選択された速度スケジュールはＶＬＳＣＴＡコントローラ３４又はｅＶＬＳＣＴＡコントローラ内へアップロードされ、そして適切な動力計負荷パラメータが通常のやり方で動力計制御３６へ入力される。

操作１１２において、任意選択路上試験が経路、車両速度、勾配及び天候スケジュールを取得するために実行され得る。操作１１４において、速度が道路又は他の所望スケジュールから選択され得る。操作１１６において、車両は動力計へ適用される。操作１１８において、ＡＣＣ制御が適用可能な場合には設定され得る。操作１２０において、周囲大気条件の複製又はシミュレーションが開始され得る。操作１２２において、模擬車両は対象車両速度フィードバックを使用することにより車両速度を有効にするために閉ループ制御により操作され得る。

図６を参照すると、第２の例示的試験方法１２４は「追随距離」４の開ループ制御に基づく。対象車両の自律的センサの出力が追随距離を指示するアクセス可能パラメータを提供し、そして記録され解釈され得れば、追随距離は、路上試験を複製するために実験室内のＶＬＳＣＴＡ２又はｅＶＬＳＣＴＡ装置によりその後複製され得る。追随距離がアクセス可能なパラメータではなく、そしてこのパラメータに基づき試験を複製することが望ましければ、別個の車両－車両追随距離測定装置が一時的に設置され得る。例えば、連続的追随距離出力を有するアフターマーケット自律車両単眼又は双眼カメラシステム、レーダシステム若しくはＬｉＤＡＲベースシステム、又は他の電子システムがこの目的のために使用され得る。

ＩＣＥ対象車両６に関して、ポータブル放出物測定システム（ＰＥＭＳ）は任意選択的に、路上試験又は他の手段のための現実世界排気管放出物及び燃料経済性データを（炭素収支技術により）収集するために使用され、例えば燃料流量計（示されない）が後の比較のための任意選択直接燃料消費データを取得するために使用され得る。ＢＥＶ車両６に関して、電力消費が任意選択的に、フィールドで一般的に使用される電気的手段（示されない）を使用することにより現実世界運転全体にわたって記録される。

車両６コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ：Controller Area Network）バス又はオンボード診断（ＯＢＤ：On-Board Diagnostic）ポートからのデータロギング（車両速度及び自律制御データ項目を含む）は車両動作パラメータを記録するための１つの選択肢である。何らかの理由でＣＡＮバスへ接続することを回避することが望ましければ、他の商業的に入手可能な速度測定手段（例えばＧＰＳ受信機又は他の手段）が採用される可能性がある。

操作１２６において、任意選択路上試験が経路、車両速度、勾配及び天候スケジュールを取得するために実行され得る。操作１２８において、追随距離スケジュールが道路又は他の所望スケジュールから選択され得る。操作１３０において、車両は動力計へ適用される。操作１３２において、ＡＣＣ制御が適用可能な場合には設定され得る。操作１３４において、周囲大気条件の複製又はシミュレーションが開始され得る。操作１３６において、模擬車両が追随距離を設定するために開ループ制御により操作され得る。

例示的方法１１０（図５）又は例示的方法１２４のいずれかに関して、車両が事前路上試験を受けたか否かに関わらず、試験される車両６又はその一部（例えばエンジン又はパワートレイン）は試験実験室内へ持って来られ、そして適切なタイプの動力計の標準手続きに従って動力計アセンブリ上に配置される又はそれへ接続される。例えば、シャーシ動力計１２、シャーシ動力計６０、又は駆動軸動力計１０２、１０４、１０６、１０８はすべて十分である。他の動力計もまた使用され得る。

路上試験中に使用される同じ自律的速度制御設定（例えば適応型クルーズ制御システムの車両速度設定点）が、妥当な場合は、車両６長手方向速度制御システムへ入力される。この車両速度設定点は、全試験サイクルの単一値だけを入力することが望ましければ、選択された速度サイクルの最も高い速度値になり得る又はそれより高くなり得る。速度設定点はまた、時間が進むにつれて車両６が所望速度を有効にすることを可能にするために、運転者又はロボットが道路上の人間運転者の行為を複製又は模擬する更新された値を試験中に提供する限り、選択された速度サイクルの最大値より低くなり得る。いずれの場合も、設定点は、現実世界運転を複製することが望ましければ現実世界設定点と同じであるべきである。

試験を開始することに先立って、所望動的環境条件が環境制御システム内へ（すなわち、関連環境室（示されない）の制御システム又はパワートレイン「環境条件シミュレータ」５２内へ）選択又はプログラムされる。実験室環境条件が所望環境条件と著しく異なる場合は（例えば様々な気象条件において現実世界道路運転を模擬する際は）常に、適切な環境条件を人為的に維持することは、パワートレインを適切な較正空間内で動作させこれにより代表的放出物を生成しそして代表的エネルギー効率を呈示させるために重要である。

試験が始まると、車両はその長手方向速度制御システムの埋め込まれたアルゴリズム、較正及びユーザ選択設定点に従ってそれ自身の速度を自動的に制御する。

第１の例示的試験方法１１０（図５）に関して、基準速度スケジュール（対象車両６の事前現実世界試験中に記録されたスケジュール又は当該の別の基準サイクル（例えば規制速度サイクル）のいずれか）への対象車両６速度の閉ループ制御は、対象車両６又は動力計速度と速度スケジュールとの差に対し連続的応答で追随距離４を動的に変更することにより（例えばＰＩＤループ又は他のフィードバック制御を採用することにより）達成され得る。

標的体８又は仮想標的をこの閉ループ的やり方で動的に配置することで、追随距離４又は追随距離４の変化率を連続的に変更する。試験されている自律的対象車両６に対する影響は、実験室試験中と同じ環境、車両速度、及び車両負荷条件下で、車両長手方向制御システム及び安全システムを標的体８運動に又は仮想標的模擬運動及び近接性に応答させる（同じ相対運動及び同じ相対的近接性を有する現実車両に応答するだろうやり方で）。

物理的標的体８の場合、先行車両の模擬車線変更（すなわち、車両６により感知される同じ「仮想」車線から隣接車線への車線の変更を模擬すること）は、アクチュエータ４６を迅速に伸張させ懸架軸４８を中心とする支持棒１０の回転を引き起こすことにより標的体８を試験車両６高さの上に迅速に持ち上げることにより達成される。この行為は、模擬車両又は標的体８を障害物として迅速に除去させる、又は対象車両６の長手方向制御システムにより先行車両としてもはや認識されないようにさせる。

模擬車両はまた、標的体が保持されそして対象車両６の上に伸張される間にトローリアセンブリ２２を介し追随距離４を設定することにより、そして次にアクチュエータ４６を迅速に退避させることにより標的体８を迅速に配備することにより対象車両６の前の先行車両として迅速に出現させられ得る。このようにして、先行車両の突然出現は、模擬され得、対象車両６長手方向制御システム（制動系を含む）を反応させる。排出、燃料経済性、及び／又は安全性特徴は試験の目的のための要望に応じてプロセス全体にわたり監視される。

試験は、選択された速度スケジュールの終わりに達するまでこのようにして進む。試験が上述のように検証試験であれば、放出及びエネルギー効率結果が現実世界試験結果との一致に関し照査される。良い一致は、試験が適正に行われる場合に取得されるべきである。変更又は較正変更が、対象車両６、その放出物制御システム又はその自律制御システムに対し行われ得、そして追加試験は、最大効率、最小放出物又は運転品質のために車両システムを最適化又は校正するために同じ速度スケジュール、道路勾配シミュレーション及び環境条件下で実行される。自律的速度制御系が対象車両６制御選択肢に依存して契合解除されれば、試験は、同じ速度スケジュールに対する車両速度を制御する人間又はロボット運転者によりそして同じ天候及び負荷条件により再実行され得る。放出物及び効率結果の差は、それらの条件及び速度スケジュールの放出物及び効率に対する自律的速度制御系の影響を指示する。

その後の動力計試験はまた、同じやり方で動作するが異なる環境又は周囲条件を有する同じ車両の放出物及び／又はエネルギー効率に対する変更を評価又は実証する目的のために行われ得る。

第２の例示的方法１２４は、事前路上試験中に取得された記録された追随距離スケジュールに従って追随距離４を制御することにより追随距離の開ループ制御のその使用において異なる。これは、対象車両６速度が現実世界試験速度スケジュールに従って制御されるということを保証するための１つの方法である。当然、追随距離の任意の他の開ループ制御が、様々な交通シナリオ及び自動制動シナリオにおける対象車両６振る舞いを研究するために使用され得る。

図７に示す第３の例示的方法１３８は、車両６を所望速度スケジュール（例えば規制速度ベース試験サイクル）に従って流れる模擬交通により制約されるようにすることにより現実世界交通条件で動作する一方で自律車両６放出物、エネルギー効率、燃料経済性又は自動制動活動を試験することに関係する。この場合、物理的に又は電子的にのいずれかで生成されそして必要に応じ対象車両に先行する模擬車両が、交通条件を定義し、そして車両の埋め込まれたアルゴリズムと較正とに従って車両距離間隔を維持するために対象車両を模擬車両と協働してその長手方向速度を制御させる。本方法は、同じ条件下の現実世界測定結果を表す試験結果を取得することを可能にする。対象車両に対する先行車両の入退場のシミュレーションも有利に採用され得る。

所望交通速度スケジュールは、交通又は模擬車両絶対速度スケジュールとして働くための自身の目的のために研究者により選択又は生成され、そしてＶＬＳＣＴＡ２又はｅＶＬＳＣＴＡ制御システム３４内へロードされる。例えば、所望交通速度スケジュールは、ラッシュアワー中の高交通量軽量乗用車通勤回廊の速度を表し得る、又はそれぞれが大容量通勤回廊であるいくつかの副スケジュールを包含する長期間速度スケジュールであり得る、又は規制者又は自動車製造者のいずれかにとって興味のある任意の他のスケジュールであり得る。

試験される自律又は自動長手方向速度制御特徴を有する車両６は、試験実験室内へ持って来られ、そして動力計上に置かれる又はそれへ接続される。単一又は複数時間依存自律的速度制御設定が、試験に先立って又は試験が進むにつれてのいずれかで選択されそして対象車両６制御システムへ入力される。例えば、適応型クルーズ制御システムのための単一車両速度設定点は、交通速度スケジュールの最も高い値へ設定され得る、又はどのように実際の運転者が現実世界において設定を変更し得るかを模擬するために所望に応じ変更され得る。

動力計上の車両を操作することに先立って、試験車両６の適切な道路負荷パラメータ、経路の適切な道路勾配パラメータ及び動的環境条件が環境制御システム内へ（すなわち、関連環境室の制御システム又はパワートレイン「環境条件シミュレータ」５２内へ）選択又はプログラムされる。実験室環境条件が所望環境条件と著しく異なる場合（例えば様々な気象条件において交通を制御する際の現実世界道路運転を模擬する際）、適切な環境条件を維持することは、パワートレインを適切な較正空間内で動作させこれにより代表的放出物を生成しそして代表的エネルギー効率を呈示するために重要である。

試験が始まると、車両速度は、その埋め込まれたアルゴリズム及び較正に従って、そして標的体（物理的標的体６又は仮想電子的生成標的体のいずれか）の位置及び運動に関係するセンサ入力に基づき、車両の長手方向速度制御システムにより直接自動的に制御される。標的体運動の速度及び方向は、現在速度スケジュール値と動力計又は車両からの速度信号フィードバックとを連続的に比較することにより制御される。動的相対速度設定点（すなわち車両に対する標的体の速度）は、次式により判断される。
ｖ_ｒ＝ｖ_ａ－ｖ_ｄ
ここで、ｖ_ａは現在速度スケジュール値に等しい絶対現実世界交通速度を表し、そしてｖ_ｄは動力計上で動作する車両の速度（車両６速度センサフィードバックからの、又は動力計制御ユニット３６からの動力計速度信号フィードバックからのいずれかの）を表す。

標的体８又は仮想標的速度の閉ループ制御は、ｖ_ｒの連続的に更新された値に従って標的体８又は仮想標的の速度を連続的に変更することにより達成される。一方、上述の試験条件下で、これは、同じ環境及び交通条件下で同じ相対運動及び同じ相対的近接性を有する現実世界において先行するとともに、選択された速度スケジュールに等しい絶対道路速度スケジュールで進行する現実車両に応答するだろうやり方と同じやり方で、車両６長手方向制御システム及び安全システムを標的体８運動又は仮想標的模擬運動及び近接性に応答させる。

試験は、選択された速度スケジュールの終わりに達するまでこのようなやり方で進む。試験が本方法に従って行われると、放出物及びエネルギー効率結果は、現実世界試験（現実車両が、対象試験車両に先行し、そして同じ絶対車両速度スケジュールに従って移動する）結果と一致することになる。次に、変更が、最大効率、性能又は最小放出物のために車両システムを最適化するために対象車両６、その放出物制御システム又はその自律制御システムに対し行われ得る（同じ交通速度、勾配及び環境条件下のその後に再試験することにより）。自律的速度制御系を契合解除することが可能であれば、試験は、車両６速度を同じｖ_ｄ速度スケジュールへ制御する人間又はロボット運転者によりそして同じ天候及び距離ベース道路勾配条件により再実行され得る。放出物及び効率結果の差は、同じ速度スケジュールの放出物及び効率に対する自律的速度制御系の影響を指示する。

代替的に、自律的速度制御系を係合解除した後、試験は、車両速度を交通の速度又はｖ_ａ速度スケジュールへ制御する人間又はロボット運転者により再実行され得る。この場合、放出物及び効率結果の差は、交通の速度で連続的に移動する際にではなくむしろ平均的交通速度で交通に関わる際に長手方向速度制御システムにより引き起こされる自律的速度制御系の影響を指示する。

操作１４０において、任意選択路上試験が経路、車両速度、勾配及び天候スケジュールを取得するために実行され得る。操作１４２において、速度は道路又は他の所望スケジュールから選択され得る。操作１４４において、車両は動力計へ適用される。操作１４６において、ＡＣＣ制御が適用可能な場合には設定され得る。操作１４８において、周囲大気条件の複製又はシミュレーションが開始され得る。操作１５０において、模擬車両は対象車両速度フィードバックを使用することにより先行車両速度を有効にするために閉ループ制御により操作され得る。

カメラベース自律又は半自律車両６又は車両制御システムを試験するための例示的道路車線マーカ生成及び仮想表示システム試験装置（従来は、仮想道路車線マーカシステム（ＶＲＬＭＳ：Virtual Road Lane Marker System）と呼ばれる）３１０が図８に示される。ＶＲＬＭＳ３１０は以下のものを含む：（１）それから選択すべきそれ自体が任意選択車道ジオメトリ及び特徴データ（例えば車線マーキングデータ）含む現実世界シナリオ選択データベース。代替的に、このようなデータはキーボード３１２を使用して手動で入力され得る；（２）仮想車線マーカデータを生成し、連携された車線マーカデータ及び物理的標的コントローラデータを出力し、そして任意選択的に閉ループ制御中に物体又は標的位置フィードバックデータを受信するためのプロセッサ；（３）選択された試験シナリオの目視検査及び検証のためのシナリオ検証ディスプレイ；（４）プロジェクタ（示されない）からの車線マーカディスプレイの透明又は半透明画面、又は代替的に車線マーカディスプレイ（例えば透明ＯＬＥＤビデオディスプレイ）２１０の透明又は半透明モニタ。ＶＲＬＭＳ３１０は、物体シミュレータ（例えばＶＬＳＣＴＡ２）を制御するための制御データと併せて仮想車線マーカの表示のための連携制御データを出力することができるだけでなく、物体シミュレータからの任意の模擬物体（例えば仮想車線マーカ２２０をマスクする際に使用され得る物理的標的体８、８’、２１８）の時間的位置又は運動を指示する任意選択フィードバックを受信することができる。

ＶＲＬＭＳ３１０は以下のものを含む：キーボード３１２又は関連試験システム（示されない）を介した試験技術者からの試験構成データ及び車道設計データ、任意選択開ループオブジェクト動作のための現実世界交通シナリオに関連付けられた模擬又は現実物体速度又は位置スケジュールデータ３１４、又は電子的物体又は物理的物体又は標的体シミュレータ（例えばＶＬＳＣＴＡ２）からのフィードバック位置データ３１６、及び関連試験システム（例えば実験室動力計、ロール又は車両自体）からの模擬車両速度データを電子的に受信するためのデータ入力チャネル；少なくとも試験構成データ及び車道設計データに基づき仮想車線マーカデータを生成するためのプロセッサ；透明又は半透明表示画面又はモニタ上に投影又は表示されるとどのように実際の車線マーカが自律又は半自律車両カメラの位置から出現するだろうかを表す仮想車線マーカ２２０データの少なくとも１つのサブセットを電子的に出力するためのデータ出力チャネル。

車両６又は少なくとも１つのカメラ３００からの制御入力により動作する車両自律制御システム（別々に示されない）の実験室試験を開始することに先立って、車両６又は自律制御システムは、ＶＬＳＣＴＡ２（上に述べた）又は物理的標的体８、８’、２１８を模擬するための他の同様な装置の背後に位置する実験室装置上に又はその近傍に配置される。車両６全体試験の場合、実験室装置は、負荷を車両へ適用するための動力計１２、模擬車両運動を可能にするローラアッセンブリ（示されない）、又は同様なものであろう。完成車両がない場合の車両自律制御システム試験の場合、実験室装置は、様々な自律システムセンサ（例えば相対的所望位置における、レーダ、ＬｉＤＡＲ及びカメラセンサ）を取り付けるための単純構造又は治具であり得る。

電子的シミュレータ（例えば図８に示すＶＲＬＭＳ）は、速度又は位置スケジュール３１４からの速度情報又は実験器具（例えば動力計１２、ロール又は他の器具）からの帰還信号に基づき動的仮想車線マーカ２２０を指示する信号を生成するように、そして仮想車線マーカ２２０を、少なくとも１つのカメラ３００の視界内の透明又は半透明画面又はモニタ２１０上にそして少なくとも１つのカメラ３００と画面又はモニタ２１０との相対位置を反映する画面座標又はモニタ２１０座標に表示するように構成される。さらに、生成された信号は、仮想車線マーカ２２０の画面又はモニタ２１０位置又は座標とＶＬＳＣＴＡ２物体又は標的体又は同様な装置の画面又はモニタ２１０位置又は座標とが一致又は矛盾する場合は常に、仮想車線境界線マーカ２２０の一部をマスキングすることにより、修正された仮想車線マーカ２２０を指示する。物体又は標的体８、８’、２１８の位置は、開ループ的やり方で動作する際は速度又は位置スケジュール３１４から知られる、又は任意選択的に、ＶＬＳＣＴＡ２から連続的に出力され、そして適切な場合には仮想車線マーカ２２０のマスキングのためのフィードバックとして働くために電子的入力チャネルを介し電子的シミュレータへ入力される。速度又は位置スケジュール３１４、又は実験器具若しくは動力計１２若しくはロールからの帰還信号は、透明又は半透明モニタ又は画面２１０を介した物体又は模擬物体又は物理的物体８、８’、２１８のカメラ３００検出と同時にこのプロセスが動的に行われることを可能にする（すなわち、少なくとも１つのカメラ３００による検出のための動的な又は移動するマスクされた車線マーカ２２０であるが、モニタ又は画面２１０の背後に配置されそして車両６に対して移動する車線マーカ２２０を提供する）。

実験室装置は、負荷を、そのいずれも車両６車輪が模擬運転中に車両６自体により制御される速度で回転することを可能にする車両パワートレイン又は一組の車輪ロール（示されない）へ提供する操縦可能動力計１２であり得る。代替的に、自律車両制御システム（例えばレーダ、ＬｉＤＡＲ、カメラ）を含むセンサは、例えば自律システムが設置された完成車両の可用性に先って新しい自律システムを試験する目的のために各センサの所望位置で静的構造又は治具（示されない）上に取り付けられ得る。透明又は半透明モニタ２１０はカメラ３００とＶＬＳＣＴＡ２又は図９に示すような同様な装置との間に配置される。画面又はモニタ２１０の透明性は、カメラ３００が現実物体（例えば画面又はモニタ２１０の背後に位置する物体８、８’、２１８）のすべてを、画面の場合は仮想車線マーカ２２０が投影されるのと同時に又はモニタの場合は仮想車線マーカ２２０が表示されるのと同時に視認又は検出することを可能にする。さらに、プロセッサ３６０（図８）が、画面又はモニタディスプレイ２１０座標又は仮想車線マーカ２２０の位置と一致すると判断された画面又はモニタの背後の物体（physical body）又は物体（object）の物体位置データ又は標的位置データを供給されると、仮想車線マーカ２２０データはそれらのディスプレイ又はモニタ２１０位置において仮想車線マーカ２２０をマスクするように修正される。このようにして、ディスプレイ又はモニタ２１０の背後に位置する物体（physical body）又は物体（object）（例えば物理的標的８、８’、２１８）は、仮想車線マーカ２２０が現実物体の上の又はそれと重なるカメラ３００により視認されるのを防止することによりカメラ３００により正しく視認される。仮想車線マーカ２２０は、例えば車線変更又は追い越し作戦中に又は物理的標的体８、８’、２１８が模擬される車道又はシナリオの実際の車線マーカを横切る時は常に、物体が少なくとも一時的に出現して仮想車線マーカ２２０の景観を覆う又は遮断することを可能にする物体に対する「後層」と考えられ得る。関連実験室動力計１２又はロール（示されない）、又は他の器具からの車両速度データフィードバック３７０（図８）を使用することにより、プロセッサ３６０は、半透明画面又はモニタ２１０へのマスクされた車線マーカ２２０データ出力を連続的に更新し、これにより、模擬操縦作戦中にですら、車両６又は自律制御システムの模擬運動を反映する動的車線マーカ２２０、模擬３次元車道の形状及び広がりだけでなく三次元における画面又はモニタの背後の模擬物体の運動も提供する。正味効果は、すべてが選択された試験シナリオに従って、画面又はモニタの背後に位置しそして画面又はモニタ上に表示される仮想車線マーカ２２０により表される模擬車道に沿って動的に移動する実際の物理的標的又は物体のカメラ３００に対する視界である。

車両６はまた、例えば非常制動車線変更中に又は運転を支援する「車線維持支援」機能を実行中に、内部の人間の運転者又は車両６の外の遠くに居る人間の運転者により、ロボット運転者（示されない）により、又は車両６自律車両制御システム自体により実行される車両６操縦作戦を含む任意の交通シナリオ又は回避運転行為下で試験され得る。このような操縦作戦は、操縦作戦がない場合の相対位置又は幾何学的関係と比較して、車両カメラ３００により検出されるような仮想車線マーカ２２０に対する車両６の相対位置又は車両６の幾何学的関係に対する変更を生じるだろう。例えば、車両６による横方向車線変更作戦は、車両６、又は動力計１２又はロール（示されない）操縦機構（示されない）からの操縦信号３８０に基づき反対横方向に比例してシフトされる任意の物理的標的体８、８’、２１８と仮想車線マーカ２２０との相対的対応運動に関連付けられるだろう。常に、そして車両６により行われる任意の作戦に関して、又は物理的標的体８、８’、２１８の任意の運動に関して、車両６に対する物理的標的体８、８’、２１８相対位置の結果景観及び試験中に自律車両６のカメラ３００へ提示される仮想車線マーカ２２０の景観は、同様な現実物体又は標的の存在下の現実世界において、同じ作戦を行えば又は同じ試験シナリオを実行すれば、同じ車両カメラ３００が現実車両又は物体に関し有するだろう景観又は観点を精確に表す。

図９に示す試験方法の例示的実施形態は、試験されそして自動車両制御に関係する任意の他の車両センサ（任意のカメラ、レーダ及びＬｉＤＡＲシステムに関連付けられたものを含む）入力と空間において適正に連携されそして時間において同期された車両６のカメラ３００により視認するための仮想車線マーカ２２０の投影又は表示を提供する。

プロジェクタ２１６は、車両作戦に関連付けられた車線マーカ２２０の動的画像を透明又は略透明画面２１０上に投影し、これにより、操縦可能動力計１２又はロール上の車両を試験するための交通又は運転シナリオのための仮想車線マーカ２２０を生成する。代替的に、仮想車線マーカ２２０は、カメラに対して適正に置かれた透明又は略透明ビデオモニタ上に表示され得る。上述のように、車両カメラは、透明画面又は透明ディスプレイモニタ２１０を介し実際の物理的標的体８、８’、２１８のその妨げられていない景観と融合されたこれらの仮想車線マーカ２２０を同時に「見る」一方で、車両６はまた、同じ物理的標的体８、８’、２１８の存在に起因するそのレーダ及びＬｉＤＡＲのセンサから追加入力を同時に受信する。この結果は「自律車両制御システムに関連付けられた各センサは、同じ交通シナリオ下の現実世界において車両６を運転することから経験されるだろう入力からは識別不能である適切な信号を受信する」ということである。次に、車両自律制御システムは、そうするようにプログラムされると様々な入力を併せて融合することができる。車両６は、上述のように、標的体８、８’、２１８により模擬された様々な車両作戦と車両６自体の操縦作戦とで構成された任意の交通シナリオ下で試験され得る。横方向、長手方向、さらには垂直方向制御を有する追加標的体も使用され得る。

車線変更を必要とする作戦（例えば追い越し作戦、又はマージ作戦）は、対応仮想車線マーカ２２０の生成及び投影又は表示と連携された速度又は位置制御された実際の物理的標的体８、８’、２１８の２次元運動を使用して実装され得る。この実施形態では、物理的標的体８、８’、２１８のうちの任意のものは試験車両に対し前方及び後方だけでなく左右に物理的に移動され得る。

これらの作戦は非車両物理的標的（例えば試験車両の前の通りを横切る歩行者の模擬）も含むということに注意すべきである。これは、車両６の前の物理的歩行者標的（一組の標的２１８の一部として示される）の対角線実運動により達成される可能性があり、これにより歩行者の水平運動だけでなく車両６の前方向運動も考慮する。動力計１２又はロール上の試験車両６の速度は、使用される物理的標的の速度制約により制限されることになる。

図１０は、物理的標的体８、８’、２１８運動範囲が動力計１２又はロール上の試験車両６の背後の運動を含む本発明の実施形態を示す。これは追加作戦（例えば通過作戦）が試験されることを可能にする。車両自律制御システムが後向きカメラを採用すれば、背面投影画面２１０’又は透明モニタがまた、その上に仮想車線マーカを表示するために必要だろう。操縦能力１２を有する動力計又は操縦能力を有するロールの使用は、自律制御車両もまた横方向に反応することを可能にする。

図１０に示す例示的シナリオは、道路を横切る模擬サイクリスト２４０、又は代替的に、車両６と同じ方向に移動しながら試験車両６の前を曲がるサイクリストのシナリオである。これらの例示的作戦の両方は、仮想車線マーカ２２０とも連携されながら、物理的標的体８、８’、２４０を少なくとも２次元において（すなわち、試験車両６に対して長手方向と横方向との両方に）連携的に移動させる能力を必要とする。これらの運動は車両６が回避的操縦作戦を行うときは常に必要である。車両６は完成状態である必要がなく、そして様々な自律的又は半自律的センサ（例えばレーダセンサ、ＬＩＤＡＲセンサ及びカメラ）を互いに対し望ましい相対位置にそして透明又は半透明画面又はモニタ２１０、２１０’へ取り付けるための静的試験装置ですら（車輪のないものですら）完成車両の代わりに使用され得るということを理解すべきである。この試験手法は、自律的又は半自律的システムを１つの車両モデルにおける使用から別の車両モデルにおける使用に適合させるために、又は自律的又は半自律的部品又はループ内センサを容易に置換するために（例えば、レーダ、ＬＩＤＡＲ又はカメラモデルを新しい又は異なるモデルと交換する効果を評価するために）、完成車両の可用性に先立って自律的又は半自律的システムを開発するために特に有利である。

本明細書において開示されたプロセス、方法又はアルゴリズムは、任意の既存プログラマブル電子制御ユニット又は専用電子制御ユニットを含み得る処理デバイス、コントローラ又はコンピュータへ引き渡し可能であり得る又はこれらにより実装され得る。同様に、本プロセス、方法又はアルゴリズムは、多くの形式でコントローラ又はコンピュータにより実行可能なデータ及び命令（限定しないが、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）デバイスなどの書き込み不能ストレージ媒体上に恒久的に格納される情報、並びにフロッピーディスク、磁気テープ、コンパクトディスク（ＣＤ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイス、及び他の磁気的及び光媒体などの書き込み可能ストレージ媒体上に既に格納された情報を含む）として格納され得る。本プロセス、方法又はアルゴリズムはまたソフトウェア実行可能オブジェクト内に実装され得る。代替的に、本プロセス、方法又はアルゴリズムは、好適なハードウェア部品（特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ステートマシン、コントローラ若しくは他のハードウェア部品若しくはデバイス、又はハードウェア、ソフトウェア及びファームウェア部品の組み合わせなど）を全体的又は部分的に使用することにより具現化され得る。

本明細書において使用される用語は制限よりむしろ説明のための用語であり、そして、様々な変更が本開示及び特許請求の範囲の精神及び範囲から逸脱することなく行われ得るということが理解される。先に説明したように、様々ないくつかの実施形態の特徴は明示的に説明又は示されないかもしれない別のいくつかの実施形態を形成するために組み合わせされ得る。様々な実施形態は、１つ又は複数の所望特徴に関して他の実施形態又は先行技術実施形態を上回る利点を提供する又は好ましいとして説明されたかもしれないが、当業者は１つ又は複数の機能又は特徴が、特定アプリケーション及び実施形態に依存する所望全体システム属性を実現するために妥協され得るということを認識する。これらの属性は費用、強度、耐久性、ライフサイクルコスト、市場性、外観、包装、サイズ、サービス性、重量、製造可能性、組み立ての容易さなどを含むがこれらに限定されない。従って、１つ又は複数の特徴に関して他の実施形態又は先行技術実装形態ほど望ましくないとして説明された実施形態は、本開示の範囲外ではなく、そして特定アプリケーションのために望ましいかもしれない。

Claims (9)

1. カメラベース自律又は半自律車両制御システムの試験方法であって、
   前記車両制御システムが前記車両制御システムの第１の実験室試験中に少なくとも１つのカメラからの少なくとも１つの制御入力により動作する間に、
   実験器具からの速度スケジュール又は帰還信号からの速度情報に基づき動的仮想車線マーカを指示する信号を生成するように構成された電子的シミュレータを自動的に制御すること；及び
   前記仮想車線マーカを、前記少なくとも１つのカメラの視界内の、そして前記少なくとも１つのカメラと前記画面又はモニタとの相対位置を反映する前記画面又はモニタ座標において透明又は半透明画面又はモニタ上に表示すること、を含む試験方法。
2. 前記生成された信号は、前記仮想車線マーカの前記画面又はモニタ座標と位置情報の画面又はモニタ座標が一致するときは常に、前記透明又は半透明画面又はモニタ上にマスクされる修正された仮想車線マーカを指示する、請求項１に記載の試験方法。
3. 前記車両に対して移動する前記画面又はモニタを通してそしてその背後に見える前記少なくとも１つのカメラ物体又は模擬物体により検出することをさらに含む請求項１に記載の試験方法。
4. カメラベース自律又は半自律車両制御システムによる車両の試験方法であって、
   前記車両が前記車両の第１の実験室試験中に少なくとも１つのカメラからの少なくとも１つの制御入力により動作する間に、
   前記車両からの速度情報又は実験器具からの帰還信号に基づき動的仮想車線マーカを指示する信号を生成するように構成された電子的シミュレータを自動的に制御すること；及び
   前記仮想車線マーカを、前記少なくとも１つのカメラの視界内の、そして前記少なくとも１つのカメラと前記画面又はモニタとの相対位置を反映する前記画面又はモニタ座標において透明又は半透明画面又はモニタ上に表示すること、を含む試験方法。
5. 前記生成された信号は、前記仮想車線マーカの前記画面又はモニタ座標と位置情報の画面又はモニタ座標とが一致するときは常に、前記画面又はモニタ上にマスクされる修正された仮想車線マーカを指示する、請求項４に記載の試験方法。
6. 前記車両に対して移動する前記画面又はモニタを通してそしてその背後に見える物体又は模擬物体を前記少なくとも１つのカメラにより検出することをさらに含む請求項４に記載の試験方法。
7. 動力計アセンブリが負荷を自律又は半自律車両の第１の実験室試験中に自律又は半自律車両へ適用する間に、又はローラアッセンブリが前記自律又は半自律車両の第１の実験室試験中に前記自律又は半自律車両の模擬運動を許容する間に、
   前記車両に対して移動する仮想車線マーカを透明又は半透明画面又はモニタ上に投影するように構成された電子的シミュレータを前記動力計アセンブリ、前記ローラアッセンブリ又は前記車両からの速度パラメータフィードバックに従って自動的に制御すること；及び
   前記車両に対して移動する前記画面又はモニタを通してそしてその背後に見える前記仮想車線マーカ、物体又は模擬物体をカメラにより検出することを含む試験方法。
8. 前記仮想車線マーカは画面又はモニタ一致座標データに従って選択的にマスクされる、請求項７に記載の試験方法であって、
   前記車両に対して移動する前記画面を通してそしてその背後に見える前記マスクされた仮想車線マーカ、物体又は模擬物体を前記カメラにより検出することをさらに含む試験方法。
9. カメラベース自律又は半自律車両又は車両制御システムを試験するための道路車線マーカ生成及び仮想表示システムであって、前記システムは、
   試験構成データ、車道設計データ、模擬又は現実物体位置データ、及び模擬車両速度データを電子的に受信するためのデータ入力チャネル；
   仮想車線マーカデータを生成するためのプロセッサ；
   仮想車線マーカデータを電子的に出力するためのデータ出力チャネル；及び
   仮想車線マーカを表示するための透明若しくは半透明表示画面又はモニタを含み、
   前記試験構成データは、前記カメラと前記表示画面又はモニタとの間の幾何学的関係及び前記画面又はモニタの空間的配向を定義し、
   前記模擬又は現実物体位置データは前記表示画面又はモニタを通して見える物体の位置を定義し、
   前記車道設計データは前記模擬車線マーカのサイズ及び位置を定義し、
   前記プロセッサは、データを前記データ入力チャネルから受信し、前記データ出力チャネルを介し前記仮想車線マーカデータを前記透明又は半透明表示画面又はモニタへ出力し、そして前記透明又は半透明表示画面又はモニタは前記仮想車線マーカを表示する、システム。

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