日本无码免费高清在线|成人日本在线观看高清|A级片免费视频操逼欧美|全裸美女搞黄色大片网站|免费成人a片视频|久久无码福利成人激情久久|国产视频一二国产在线v|av女主播在线观看|五月激情影音先锋|亚洲一区天堂av

  • 手機(jī)站
  • 小程序

    汽車測(cè)試網(wǎng)

  • 公眾號(hào)

    • 汽車測(cè)試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車測(cè)試

為驗(yàn)證(Verification)與確認(rèn)(Validation)第一代自動(dòng)駕駛汽車的設(shè)計(jì)鋪平了道路

2019-08-15 23:30:38·  來源：自動(dòng)駕駛測(cè)試驗(yàn)證  
　
汽車原始設(shè)備制造商正在競(jìng)相搶占快速發(fā)展的自動(dòng)駕駛汽車（AV）市場(chǎng)的份額，預(yù)計(jì)到2050年這個(gè)市場(chǎng)將占據(jù)7萬億美元的經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)。但隨著這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越多，參與者越
汽車原始設(shè)備制造商正在競(jìng)相搶占快速發(fā)展的自動(dòng)駕駛汽車（AV）市場(chǎng)的份額，預(yù)計(jì)到2050年這個(gè)市場(chǎng)將占據(jù)7萬億美元的經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)。但隨著這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越多，參與者越來越多，技術(shù)越來越豐富，行業(yè) 還在進(jìn)行雄心勃勃的營(yíng)銷宣傳和發(fā)布時(shí)間表，以確保他們?cè)诖笠?guī)模部署之前開發(fā)的系統(tǒng)的安全性。

這些原始設(shè)備制造商需要快速設(shè)計(jì)和徹底測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車中的許多嵌套系統(tǒng)，從集成電路到ECU，從電子電氣網(wǎng)絡(luò)到整體車輛設(shè)計(jì)，這最終需要橋接電氣和機(jī)械領(lǐng)域。

通過傳統(tǒng)方法驗(yàn)證這些系統(tǒng)需要在可以想象的每種環(huán)境條件下進(jìn)行多年的測(cè)試。根據(jù)蘭德公司發(fā)布的一份報(bào)告的調(diào)查結(jié)果，AV原型必須在幾十年的時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)數(shù)億英里，有時(shí)甚至數(shù)千億英里才能證明其在死亡率和傷害方面的可靠性 - 作者認(rèn)為與自動(dòng)駕駛汽車的近期商業(yè)可行性不一致的結(jié)果。為了解決這些挑戰(zhàn)，研究人員指出了創(chuàng)新的測(cè)試方法，如先進(jìn)的模擬技術(shù)。

我們需要的是一個(gè)虛擬解決方案。更具體地說，是每個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)的“數(shù)字雙胞胎”，在構(gòu)建和測(cè)試物理世界之前，對(duì)每個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)的模擬測(cè)試，并作為一個(gè)整體。實(shí)際上，汽車工程師和系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員越來越多地轉(zhuǎn)向數(shù)字仿真技術(shù)，包括基于物理的數(shù)字雙模型，以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)驗(yàn)證和確認(rèn)（V＆V）方法更大的時(shí)間，成本和可靠性優(yōu)勢(shì)。

讓我們研究一下系統(tǒng)級(jí)方法的基本要素，以驗(yàn)證和確認(rèn)包括由自動(dòng)駕駛（AD）技術(shù)驅(qū)動(dòng)的第一代乘用車的關(guān)鍵電子系統(tǒng)，重點(diǎn)是先進(jìn)的模擬技術(shù)。

傳感器建模面臨的挑戰(zhàn)

自動(dòng)駕駛汽車將需要廣泛的傳感器作為他們的眼睛和耳朵。今天，普通車輛（非自主駕駛，可能只有少數(shù)駕駛員輔助功能）有60到100個(gè)車載傳感器，而這個(gè)數(shù)字只會(huì)隨著汽車變得“更智能”而增加。也許這就是為什么BCC Research預(yù)測(cè) 到2021年，全球汽車傳感器市場(chǎng)將達(dá)到433億美元，高于2016年的263億美元。

在這些傳感器中，有三種類型是自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)（光探測(cè)和測(cè)距），雷達(dá)和圖像相機(jī)的必備品（圖1）。

Figure 1: Vision cameras, radar, and lidar systems will be key components for AVs.

沒有一種類型的傳感器可以滿足所有天氣和光照條件下的所有功能要求。因此，大多數(shù)公司都在追求這些傳感器的組合，以創(chuàng)建車輛周圍的360度視圖。激光雷達(dá)使用脈沖激光形式的光來測(cè)量范圍，具有極高的精度。雷達(dá)用于檢測(cè)和跟蹤物體 - 例如，了解汽車的速度和方向，以及物體的角度范圍。雖然雷達(dá)不能提供激光雷達(dá)的粒度，但它在惡劣的天氣條件下運(yùn)行良好。

Figure 2: Thermal simulation of a rotating lidar mounted on a vehicle. The vehicle is moving at 10 m/s and the ambient temperature is 25°C.

開發(fā)汽車激光雷達(dá)系統(tǒng)，雷達(dá)和攝像機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要集中在減小尺寸和成本，而不會(huì)犧牲支持各種車輛自治水平所需的分辨率和范圍要求。此外，在集成時(shí)，這些傳感器必須在汽車環(huán)境中可靠地運(yùn)行，其中包括在所有天氣條件下的可靠性能。使用集成相機(jī)的視覺傳感器，熱量累積會(huì)導(dǎo)致像素變暗，從而導(dǎo)致圖像質(zhì)量不佳。同樣，多功能電子設(shè)備的增加的信號(hào)處理要求會(huì)增加工作溫度并進(jìn)一步降低功耗。這些設(shè)計(jì)目標(biāo)可能導(dǎo)致熱量形式的能源浪費(fèi)，這會(huì)對(duì)傳感器性能和可靠性產(chǎn)生不利影響。

在制造傳感器之前估計(jì)傳感器的熱行為，可以幫助硬件工程師實(shí)現(xiàn)所需的尺寸（從而降低成本）。對(duì)傳感器電子設(shè)備及其外殼進(jìn)行熱敏設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮到其車輛集成位置，實(shí)現(xiàn)了所需的外形尺寸和成本降低，而不會(huì)因不希望的熱點(diǎn)而損害傳感器壽命。

圖2顯示了AV激光雷達(dá)傳感設(shè)計(jì)的可靠熱模擬的優(yōu)勢(shì)，從設(shè)計(jì)/原型設(shè)計(jì)的早期階段就考慮了其車輛集成位置。

由于AV傳感器操作的重要性，傳感器電子設(shè)計(jì)人員還必須解決信號(hào)完整性問題。因此，電磁干擾也是雷達(dá)設(shè)計(jì)的重大挑戰(zhàn)。

自動(dòng)駕駛時(shí)代的高效電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)

雖然一些工程師負(fù)責(zé)特定傳感器模型的設(shè)計(jì)，但其他工程師則被賦予了從“系統(tǒng)系統(tǒng)”角度設(shè)計(jì)第一代自動(dòng)駕駛汽車的更廣泛任務(wù)。由于絕大多數(shù)自動(dòng)駕駛汽車都具有電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)，因此這些工程師必須在整個(gè)車輛中設(shè)計(jì)出最佳的熱效率，以同時(shí)滿足各種相互依賴的要求。自動(dòng)駕駛功能必須安全執(zhí)行，包括傳感器融合盒和各種傳感器。這些傳感器和其他AD系統(tǒng)的精確和正確的散熱設(shè)計(jì)對(duì)于確保安全的自動(dòng)驅(qū)動(dòng)功能至關(guān)重要。然而，車輛高性能AD系統(tǒng)的熱負(fù)荷和動(dòng)力負(fù)荷可將電動(dòng)驅(qū)動(dòng)范圍降低多達(dá)35％。同樣，機(jī)艙內(nèi)乘客舒適性要求和機(jī)器駕駛行為會(huì)顯著影響車輛的電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)能效和行駛里程。

管理這些相互依賴的要求需要優(yōu)化所有板載AD電子設(shè)備的熱設(shè)計(jì) - 從IC和車輛集成到電動(dòng)動(dòng)力總成和機(jī)艙設(shè)計(jì)。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，出現(xiàn)了一個(gè)新類別，旨在幫助減少與物理原型設(shè)計(jì)和廣泛測(cè)試相關(guān)的成本和時(shí)間損失。這些基于軟件的平臺(tái)具有包括所有車載熱和電氣組件的協(xié)同仿真功能，并提供對(duì)動(dòng)力總成熱性能的深入了解。它們還使用可能的HVAC設(shè)計(jì)方法的熱數(shù)字雙模型實(shí)現(xiàn)內(nèi)部/乘客設(shè)計(jì)空間探索。這種類型的解決方案具有與電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具和CAD設(shè)計(jì)平臺(tái)的無縫連接，可幫助工程師從開發(fā)的最初階段輕松解釋電子，電氣和機(jī)械領(lǐng)域的設(shè)計(jì)共同依賴性。

使用這些工具，主流汽車工程師可以生成高度精確的熱數(shù)字雙模擬動(dòng)力系統(tǒng)，處理器，傳感器和其他關(guān)鍵的支持技術(shù)，為自動(dòng)EV設(shè)計(jì)提供動(dòng)力。通過這種系統(tǒng)范圍的視圖，工程師可以專注于分析與自動(dòng)駕駛汽車相關(guān)的許多設(shè)計(jì)權(quán)衡和工程考慮因素。

如前所述，需要所有這些傳感器技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。但是，在部署它們的實(shí)際駕駛場(chǎng)景的背景下，測(cè)試傳感器及其所提供的更廣泛的設(shè)計(jì)，提出了另一類V＆V挑戰(zhàn)。

模擬駕駛技術(shù)加速V＆V

如前所述，僅依靠物理測(cè)試來驗(yàn)證和驗(yàn)證自動(dòng)駕駛汽車的安全性，以便在各種駕駛情況和“邊緣情況”中進(jìn)行導(dǎo)航，這將需要驅(qū)動(dòng)數(shù)十億的測(cè)試?yán)锍?。即使在那時(shí)，道德規(guī)范也會(huì)妨礙對(duì)許多最危險(xiǎn)的駕駛場(chǎng)景進(jìn)行物理測(cè)試。但AD工程師越來越多地轉(zhuǎn)向模擬駕駛/交通技術(shù)，這使得工程師能夠在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)快速安全地模擬各種駕駛場(chǎng)景。

與現(xiàn)實(shí)世界的情況相反，這種模擬環(huán)境中的條件總是可以完美地量化和完全控制。只需修改系統(tǒng)參數(shù)并再次運(yùn)行模擬，即可以快速且經(jīng)濟(jì)高效的方式執(zhí)行設(shè)計(jì)迭代。模擬器使AD設(shè)計(jì)人員能夠大大減少成功將AD系統(tǒng)投放市場(chǎng)所需的工作量。它們有助于在概念階段提供改進(jìn)的初始設(shè)計(jì)，在開發(fā)階段實(shí)現(xiàn)更快的優(yōu)化，并在確認(rèn)階段更快地啟動(dòng)。

如今，最先進(jìn)的駕駛/交通仿真平臺(tái)可提供準(zhǔn)確的可視化和靈活的場(chǎng)景定義。他們還可以根據(jù)模擬場(chǎng)景生成激光雷達(dá)，雷達(dá)和相機(jī)傳感器數(shù)據(jù)。然后可以將這些傳感器數(shù)據(jù)輸入汽車的中央AD引擎，在那里可以實(shí)時(shí)融合，以創(chuàng)建車輛環(huán)境和駕駛條件的高分辨率模型，AD引擎的驅(qū)動(dòng)/決策策略算法可以用于此模型。經(jīng)過測(cè)試和改進(jìn)。

仿真技術(shù)也是設(shè)計(jì)和評(píng)估車輛到車輛（V2V）和車輛到基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）通信應(yīng)用以及自動(dòng)駕駛應(yīng)用的理想選擇。此外，它們可用于基于模型的控制器設(shè)計(jì)（MIL），以及使用軟件在環(huán)（SIL）和硬件在環(huán)（HIL）系統(tǒng)的實(shí)時(shí)測(cè)試。

Figure 3: An example of PreScan's realistic modeling of driving scenarios; here used in radar simulation, to compare model output vs. ground truth.

將它們捆綁在一起并進(jìn)行測(cè)試

所有板載AD傳感器系統(tǒng)必須相互通信，并且必須與汽車電氣系統(tǒng)的其余部分連接。連接它們的系統(tǒng)和電線組成線束，這增加了車輛的重量（影響性能和燃料效率）。

線束中包括專用車輛總線，用作特定子系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，例如動(dòng)力系統(tǒng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)和信息娛樂系統(tǒng)。通用通信網(wǎng)絡(luò)包括控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN），本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN）和汽車以太網(wǎng)。必須在開發(fā)過程的早期評(píng)估E / E系統(tǒng)設(shè)計(jì)權(quán)衡，以幫助處理復(fù)雜性并優(yōu)化整體設(shè)計(jì)。車輛功能越來越互聯(lián)，這增加了已經(jīng)高度分布的網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。必須考慮網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡，因?yàn)槿蒎e(cuò)問題變得越來越重要。

毋庸置疑，必須構(gòu)建整個(gè)線束，并進(jìn)行廣泛測(cè)試，以實(shí)現(xiàn)完美的通信和電氣連接。對(duì)于這些任務(wù)，汽車工程師通常依賴架構(gòu)，通信和連接工具來幫助加快設(shè)計(jì)過程，降低產(chǎn)品成本并提高產(chǎn)品質(zhì)量。

igure 4: Early simulation and analysis of the vehicle’s E/E architecture using tools is key to designing an effective and efficient electrical distribution system.

這些工具可以定義系統(tǒng)架構(gòu)，然后使用內(nèi)置指標(biāo)和設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，比較和對(duì)比多個(gè)潛在架構(gòu)，以確保平臺(tái)設(shè)計(jì)符合原始意圖。然后，該工具可以自動(dòng)將電氣系統(tǒng)集成到該車輛的代表性拓?fù)洳季种?。設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)放置和互連，整個(gè)布線系統(tǒng)使用公司嵌入軟件的規(guī)則和約束自動(dòng)生成。

結(jié)果是，以前需要幾個(gè)月的設(shè)計(jì)任務(wù)現(xiàn)在可以在數(shù)小時(shí)或數(shù)天內(nèi)完成，而且關(guān)鍵的是，設(shè)計(jì)可以在創(chuàng)建時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。數(shù)據(jù)可以在車輛程序和制造和服務(wù)的下游過程中重復(fù)使用。

數(shù)字雙胞胎技術(shù)和其他先進(jìn)仿真繼續(xù)跟上快速變化的自動(dòng)駕駛空間，支持系統(tǒng)方法系統(tǒng)，以測(cè)試先進(jìn)的組件，系統(tǒng) - 甚至整個(gè)車輛 - 然后以軟件為基礎(chǔ)測(cè)試這些組件和系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向生產(chǎn)之前進(jìn)行模擬。簡(jiǎn)而言之，這使AD工程師能夠更智能，更高效地開發(fā)AV，并最終安全地轉(zhuǎn)向競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)先的4/5級(jí)車輛的大規(guī)模部署。
? 
分享到：
 
反對(duì) 0 舉報(bào) 0 收藏 0 評(píng)論 0
滬ICP備11026917號(hào)-25