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智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真平臺
2021-07-17 14:33:07· 來源：聯(lián)合電子
隨著網(wǎng)聯(lián)化、智能化領(lǐng)域的加速發(fā)展，越來越多的數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化的功能正得以開發(fā)。如果在真實環(huán)境中對這些功能進(jìn)行實車測試，需要構(gòu)建多樣的駕駛環(huán)境，其所需要的
隨著網(wǎng)聯(lián)化、智能化領(lǐng)域的加速發(fā)展，越來越多的數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化的功能正得以開發(fā)。如果在真實環(huán)境中對這些功能進(jìn)行實車測試，需要構(gòu)建多樣的駕駛環(huán)境，其所需要的資源、人力、費用等都是難以估量的，此外特定的測試場景以及測試工況也會帶來一定的安全隱患。
在這種背景下，聯(lián)合電子建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真創(chuàng)新工作室，為控制器產(chǎn)品及軟件業(yè)務(wù)的開展提供了測試驗證平臺——智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真平臺。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真平臺通過模擬駕駛座艙、虛擬現(xiàn)實、交通環(huán)境實時仿真以及控制器閉環(huán)測試技術(shù)將駕駛環(huán)境、車輛以及駕駛員“搬入”實驗室，從而擺脫真實環(huán)境的束縛，實現(xiàn)在多種工況下對控制器及軟件功能提供測試驗證。憑借聯(lián)合電子雄厚的技術(shù)實力，開發(fā)了實時硬件在環(huán)設(shè)備和駕駛模擬器，利用虛擬場景和車輛仿真軟件（Simulink & CarSim），自主搭建了以“實時交通仿真—模擬駕駛環(huán)境—人機交互界面—駕駛員—控制器—整車模型”為鏈路的虛擬車輛閉環(huán)測試環(huán)境。
圖 1 虛擬車輛仿真技術(shù)方案
智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真平臺在整個環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn):
模擬真實的交通環(huán)境和駕駛場景；
虛擬自車模型實時計算整車動力學(xué)數(shù)據(jù)；
整合自車信息與駕駛環(huán)境信息，通過以太網(wǎng)發(fā)送給控制器；
駕駛員通過駕駛模擬器對虛擬車輛進(jìn)行駕駛，實現(xiàn)真實體驗，準(zhǔn)確感知，精準(zhǔn)操控；
實現(xiàn)人-車-路在環(huán)。
圖 2智能網(wǎng)聯(lián)仿真創(chuàng)新工作室實景
為了更好地服務(wù)于智能網(wǎng)聯(lián)功能的驗證，智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真平臺建立了如下幾項重要功能點：
交通測試場景庫：
針對不同智能網(wǎng)聯(lián)功能的測試需求進(jìn)行了分析，搭建了針對性的測試交通場景庫；
多控制器在環(huán)：
實現(xiàn)多控制器軟件和硬件在環(huán)功能，完整地模擬了真實的整車環(huán)境；
云端虛擬控制器通訊：
通過云通訊的方式，實現(xiàn)與云中的Linux虛擬機的SOA架構(gòu)的控制器軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真測試；
符合ADASIS規(guī)范的導(dǎo)航信息：
實現(xiàn)了滿足ADASIS規(guī)范的通訊協(xié)議，最大限度地為被測功能提供了與整車一致的交通和信息；
雙車仿真：
針對需要考慮周車行為的智能網(wǎng)聯(lián)功能，基于UDP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，實現(xiàn)兩臺虛擬車輛在同一測試場景中進(jìn)行雙車仿真。在主車進(jìn)行測試時，第二臺車輛可以作為周車對主車進(jìn)行互動，并將本車信息通過以太網(wǎng)提供給主車控制器，驗證智能網(wǎng)聯(lián)功能的完善性；
駕駛行為采集：
通過駕駛模擬器，在特定駕駛場景下對駕駛員的行為進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，提供給功能開發(fā)人員；
聯(lián)合電子智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真平臺目前已經(jīng)應(yīng)用到多個項目，包括：預(yù)測性滑行能量回收；預(yù)測性續(xù)航里程估算；智能巡航；預(yù)測性速度規(guī)劃；預(yù)測性電池?zé)峁芾淼取?br />
此外，考慮到客戶端可能存在仿真工具或者實車驗證等條件不成熟的情況，聯(lián)合電子虛擬仿真平臺也可以支持外部客戶對其開發(fā)的智能網(wǎng)聯(lián)功能進(jìn)行驗證，不僅可以節(jié)省客戶開發(fā)驗證成本，同時幫助客戶提升開發(fā)效率，加速其智能網(wǎng)聯(lián)功能的孵化。
在這種背景下，聯(lián)合電子建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真創(chuàng)新工作室，為控制器產(chǎn)品及軟件業(yè)務(wù)的開展提供了測試驗證平臺——智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真平臺。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真平臺通過模擬駕駛座艙、虛擬現(xiàn)實、交通環(huán)境實時仿真以及控制器閉環(huán)測試技術(shù)將駕駛環(huán)境、車輛以及駕駛員“搬入”實驗室，從而擺脫真實環(huán)境的束縛，實現(xiàn)在多種工況下對控制器及軟件功能提供測試驗證。憑借聯(lián)合電子雄厚的技術(shù)實力，開發(fā)了實時硬件在環(huán)設(shè)備和駕駛模擬器，利用虛擬場景和車輛仿真軟件（Simulink & CarSim），自主搭建了以“實時交通仿真—模擬駕駛環(huán)境—人機交互界面—駕駛員—控制器—整車模型”為鏈路的虛擬車輛閉環(huán)測試環(huán)境。
圖 1 虛擬車輛仿真技術(shù)方案
智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真平臺在整個環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn):
模擬真實的交通環(huán)境和駕駛場景；
虛擬自車模型實時計算整車動力學(xué)數(shù)據(jù)；
整合自車信息與駕駛環(huán)境信息，通過以太網(wǎng)發(fā)送給控制器；
駕駛員通過駕駛模擬器對虛擬車輛進(jìn)行駕駛，實現(xiàn)真實體驗，準(zhǔn)確感知，精準(zhǔn)操控；
實現(xiàn)人-車-路在環(huán)。
圖 2智能網(wǎng)聯(lián)仿真創(chuàng)新工作室實景
為了更好地服務(wù)于智能網(wǎng)聯(lián)功能的驗證，智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真平臺建立了如下幾項重要功能點：
交通測試場景庫：
針對不同智能網(wǎng)聯(lián)功能的測試需求進(jìn)行了分析，搭建了針對性的測試交通場景庫；
多控制器在環(huán)：
實現(xiàn)多控制器軟件和硬件在環(huán)功能，完整地模擬了真實的整車環(huán)境；
云端虛擬控制器通訊：
通過云通訊的方式，實現(xiàn)與云中的Linux虛擬機的SOA架構(gòu)的控制器軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真測試；
符合ADASIS規(guī)范的導(dǎo)航信息：
實現(xiàn)了滿足ADASIS規(guī)范的通訊協(xié)議，最大限度地為被測功能提供了與整車一致的交通和信息；
雙車仿真：
針對需要考慮周車行為的智能網(wǎng)聯(lián)功能，基于UDP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，實現(xiàn)兩臺虛擬車輛在同一測試場景中進(jìn)行雙車仿真。在主車進(jìn)行測試時，第二臺車輛可以作為周車對主車進(jìn)行互動，并將本車信息通過以太網(wǎng)提供給主車控制器，驗證智能網(wǎng)聯(lián)功能的完善性；
駕駛行為采集：
通過駕駛模擬器，在特定駕駛場景下對駕駛員的行為進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，提供給功能開發(fā)人員；
聯(lián)合電子智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真平臺目前已經(jīng)應(yīng)用到多個項目，包括：預(yù)測性滑行能量回收；預(yù)測性續(xù)航里程估算；智能巡航；預(yù)測性速度規(guī)劃；預(yù)測性電池?zé)峁芾淼取?br />
此外，考慮到客戶端可能存在仿真工具或者實車驗證等條件不成熟的情況，聯(lián)合電子虛擬仿真平臺也可以支持外部客戶對其開發(fā)的智能網(wǎng)聯(lián)功能進(jìn)行驗證，不僅可以節(jié)省客戶開發(fā)驗證成本，同時幫助客戶提升開發(fā)效率，加速其智能網(wǎng)聯(lián)功能的孵化。
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