內(nèi)容提要：通常業(yè)內(nèi)所說的硬件在環(huán)仿真都是對(duì)單主車進(jìn)行HIL仿真，即仿真場(chǎng)景中的車輛只有一個(gè)是通過控制器進(jìn)行控制，其余車輛都是按照預(yù)先設(shè)定好的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的幽靈車；而多主車驗(yàn)證方案可以接入多個(gè)域控制器，模擬多輛真實(shí)智能駕駛車在設(shè)定的場(chǎng)景下運(yùn)動(dòng)甚至互動(dòng)博弈。

一、智能駕駛測(cè)試驗(yàn)證

智能駕駛測(cè)試驗(yàn)證是整個(gè)智能駕駛開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)，也是智能駕駛技術(shù)發(fā)展的重要支撐，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車高等級(jí)自動(dòng)化和網(wǎng)聯(lián)化系統(tǒng)不斷產(chǎn)業(yè)化落地，對(duì)測(cè)試的依賴越來越深入，尤其是面對(duì)即將量產(chǎn)落地的L3級(jí)以上智能駕駛產(chǎn)品，對(duì)現(xiàn)有的測(cè)試技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，都提出了新的挑戰(zhàn)，需要新的技術(shù)突破。智能駕駛汽車本身結(jié)合了車輛技術(shù)、人工智能、模式識(shí)別、5G通訊、傳感器融合等多領(lǐng)域、跨學(xué)科知識(shí)，跟傳統(tǒng)的汽車測(cè)試有很大不相同，為了應(yīng)對(duì)千變?nèi)f化的交通場(chǎng)景，需要海量的數(shù)據(jù)對(duì)智能駕駛算法進(jìn)行訓(xùn)練，通過不斷的迭代，才能覆蓋盡可能多的場(chǎng)景。并且測(cè)試會(huì)貫穿車輛的生命周期，即使車輛已經(jīng)賣出并上路行駛，也需要定期遠(yuǎn)程OTA升級(jí)，以覆蓋新的場(chǎng)景。智能駕駛開發(fā)過程中的測(cè)試驗(yàn)證伴隨著車輛開發(fā)的整個(gè)流程，主要包括對(duì)標(biāo)測(cè)試、單元測(cè)試、軟件在環(huán)（簡稱SIL）、硬件在環(huán)（簡稱HIL）、車輛在環(huán)（簡稱VIL）、封閉場(chǎng)地測(cè)試、開放道路測(cè)試等，當(dāng)然也包括智能駕駛行業(yè)特有的感知算法開環(huán)測(cè)試驗(yàn)證，后者主要分兩類，即仿真注入與道路數(shù)據(jù)回灌。可以說是涵蓋了從智能駕駛單個(gè)模塊到系統(tǒng)再到整車的全鏈條驗(yàn)證。

二、HIL測(cè)試本文將重點(diǎn)介紹的是智能駕駛HIL測(cè)試，即利用仿真軟件、實(shí)時(shí)機(jī)和硬件IO接口，對(duì)接到真實(shí)的域控制器，在實(shí)時(shí)環(huán)境下進(jìn)行操作系統(tǒng)、算法及應(yīng)用功能的測(cè)試。在此需要強(qiáng)調(diào)的是，HIL測(cè)試最為重要的是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與同步性，否則搭建的環(huán)境不足以支撐對(duì)于功能的驗(yàn)證，系統(tǒng)步長及實(shí)時(shí)性得不到保證，域控制器的輸入信號(hào)與真實(shí)的實(shí)車環(huán)境就會(huì)存在較大的誤差（也可以稱之為錯(cuò)誤）。目前國汽智控使用的硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)是dSPACE設(shè)備，該設(shè)備的系統(tǒng)實(shí)時(shí)性及同步性公認(rèn)業(yè)內(nèi)最佳。

圖1 HIL機(jī)柜實(shí)物圖

dSPACE HIL測(cè)試采用的是ASM模型，即基于MATLAB Simulink搭建的整車仿真模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能駕駛操作系統(tǒng)加上層應(yīng)用軟件的閉環(huán)測(cè)試驗(yàn)證。可以利用Simulink更加方便地仿真整車上其他控制器或執(zhí)行器的功能邏輯，實(shí)現(xiàn)與實(shí)車盡可能一致的行為，包括仿真與智能駕駛域控制器之間的各種握手流程，通過通訊模塊與智能駕駛域控制器進(jìn)行硬線上的實(shí)體連接進(jìn)行交互，充分驗(yàn)證與對(duì)手件之間的交互邏輯，測(cè)試覆蓋度更高。

圖2 Simulink模型三、多主車HIL仿真

通常業(yè)內(nèi)所說的硬件在環(huán)仿真都是對(duì)單主車進(jìn)行HIL仿真，即仿真場(chǎng)景中的車輛只有一個(gè)是通過控制器進(jìn)行控制，其余車輛都是按照預(yù)先設(shè)定好的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的幽靈車；而多主車驗(yàn)證方案可以接入多個(gè)域控制器，模擬多輛真實(shí)智能駕駛車在設(shè)定的場(chǎng)景下運(yùn)動(dòng)甚至互動(dòng)博弈。多主車HIL仿真利用實(shí)時(shí)機(jī)的多個(gè)核，在每個(gè)核獨(dú)立運(yùn)行一個(gè)完整的整車仿真模型，核間通過IPC進(jìn)行信號(hào)交互。目前國汽智控已經(jīng)將多車主HIL仿真應(yīng)用于測(cè)試環(huán)節(jié)，可以覆蓋智能駕駛功能驗(yàn)證、車云協(xié)同、車車協(xié)同等相關(guān)邏輯驗(yàn)證里面較為復(fù)雜的多車場(chǎng)景。

圖3 兩主車互為fellow

圖3中反應(yīng)的是只有前向雷達(dá)的兩輛主車互為感知的結(jié)果。圖中上半部分黃色區(qū)域的數(shù)據(jù)是黃車感知藍(lán)車的數(shù)據(jù)，藍(lán)車前方?jīng)]有車，所以藍(lán)色部分?jǐn)?shù)據(jù)都是默認(rèn)值；圖中下半部分藍(lán)色區(qū)域的數(shù)據(jù)是藍(lán)車感知前方黃車的數(shù)據(jù)，而黃車前方?jīng)]有車輛，所以黃色區(qū)域的感知結(jié)果都是默認(rèn)值。多主車HIL仿真方案優(yōu)勢(shì)是：1、可以提高測(cè)試效率；2、更高的測(cè)試覆蓋度；3、增加測(cè)試場(chǎng)景的復(fù)雜度；4、支撐車云協(xié)同、車車協(xié)同等多車場(chǎng)景的驗(yàn)證；5、為多車博弈的決策算法訓(xùn)練，提供更加真實(shí)的驗(yàn)證環(huán)境。

四、多主車HIL仿真示例

圖4 測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景如圖4所示，這是一個(gè)三主車的HIL仿真驗(yàn)證方案，接入的域控制器分別為黑芝麻A1000、華為MDC300、TDA4（圖4中從左往右依次順序）。三個(gè)域控制器內(nèi)均部署了國汽智控的ICVOS車控操作系統(tǒng)以及在其上開發(fā)的智能駕駛應(yīng)用軟件。通過在不同場(chǎng)景內(nèi)進(jìn)行HIL仿真，驗(yàn)證了ICVOS及應(yīng)用軟件具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。
文末視頻中主要展示了多車編隊(duì)、自動(dòng)跟車、切入切出、跟起跟停等功能。多主車在場(chǎng)景中互為fellow，可以更加靈活地驗(yàn)證各種功能及場(chǎng)景。國汽智控同時(shí)在建的場(chǎng)景庫可覆蓋從L2到L4上萬條場(chǎng)景，是當(dāng)前業(yè)內(nèi)較為完善的智能駕駛場(chǎng)景庫。通過行業(yè)領(lǐng)先的測(cè)試驗(yàn)證方案及豐富的場(chǎng)景庫，助力國汽智控ICVOS不斷迭代提高，為公司產(chǎn)品質(zhì)量提供足夠的支撐保障。

作者Arraon，畢業(yè)于南京理工大學(xué)，擁有多年的汽車電子軟件開發(fā)測(cè)試相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，先后供職于上汽、理想汽車等整車廠，工作領(lǐng)域主要聚焦在汽車三電、域控制器、智能駕駛等領(lǐng)域。