1引言
隨著汽車電子產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，駕駛員對車輛舒適性與安全性的要求越來越高。與主動安全相關(guān)的控制系統(tǒng)，如自動泊車、自適應(yīng)巡航、車道偏離預(yù)警、車道保持輔助、自動緊急制動及盲區(qū)監(jiān)測等應(yīng)運而生。這些系統(tǒng)一般統(tǒng)稱為高級駕駛員輔助系統(tǒng)(AdvancedDriverAssistanceSystem,ADAS)，它們將對車輛進行不同程度的干預(yù)，而這種干預(yù)若是出現(xiàn)錯誤將導(dǎo)致難以想象的結(jié)果。因此對這些駕駛輔助系統(tǒng)進行全面的功能測試，避免錯誤干預(yù)的情況出現(xiàn)，對整車廠來說就顯得尤為重要。
就測試來說的環(huán)境無疑是進行實車測試，然而實車測試本身存在著眾多問題：
♦ 測試時間、人力、場地等成本高;
♦ 變換不同場景測試費時費力;
♦ 有人參與的情況下安全較難保證;
♦ 隨機因素多、可重復(fù)性低等。
因此，恒潤科技提出一種介于純仿真測試與實車測試之間的測試方法——實車在環(huán)測試(Vehicleintheloop)，可以幫助解決以上系列問題。通過實車在環(huán)測試可以有效減少ADAS系統(tǒng)的開發(fā)與集成測試時間，同時可以大幅度節(jié)約成本，減少危險事件的發(fā)生的概率。
2VIL概述
VIL是指將ADAS系統(tǒng)集成到真實車輛中，并通過實時仿真機及仿真軟件模擬道路、交通場景以及傳感器信號，從而構(gòu)成完整測試環(huán)境的方法，可實現(xiàn)ADAS功能驗證、各場景仿真測試、與整車相關(guān)電控系統(tǒng)的匹配及集成測試。
實車在環(huán)實現(xiàn)效果圖
實車在環(huán)系統(tǒng)方案
與傳統(tǒng)的硬件在環(huán)(HIL)測試相比VIL由于用真實車輛替代了車輛模型，從而很大程度上提高了被測控制器性能測試結(jié)果的度;與實車測試相比，由于將實現(xiàn)復(fù)雜且難以復(fù)現(xiàn)的交通場景用仿真的方式來實現(xiàn)，可以快速的建立各種測試工況，工況的可重復(fù)性使得ADAS算法的快速迭代開發(fā)成為可能?？傊琕IL彌補了實車測試與HIL測試之間的鴻溝，它有如下優(yōu)勢：
♦ 實現(xiàn)快速的場景及駕駛測試，的驗證各控制器的功能;
♦ 可以測試ADAS系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)(動力系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng))間的交互功能;
♦ 降低實車測試的難度和風(fēng)險，減少交通事故和風(fēng)險;
♦ 減少對場地，真實交通和試驗車輛的需求，可復(fù)用MIL和HIL測試的測試場景。
3實車在環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)
• 慣性測量單元
通過精準(zhǔn)的DGPS定位，獲取車輛的位置信息，通過慣性測量單元IMU計算出車輛速度、加速度和偏航角等信息，為實時仿真系統(tǒng)提供車輛的運動狀態(tài)。
• 虛擬仿真環(huán)境
通過車輛動力學(xué)仿真軟件搭建一個完整的虛擬交通測試環(huán)境，包括道路、交通車輛、行人、交通環(huán)境。真實車輛置身于虛擬測試環(huán)境中完成不同的駕駛?cè)蝿?wù)。
♦ 實現(xiàn)復(fù)雜多變的虛擬道路環(huán)境，如停車場、雙向多車道、高速公路、轉(zhuǎn)盤等。
道路場景
♦ 實現(xiàn)多種多樣的交通車輛配置，如乘用車、卡車、公共交通、摩托車等多種車型，并且每一輛交通車輛執(zhí)行不同的行駛?cè)蝿?wù)。
交通車輛
♦ 實現(xiàn)行人模擬，包括男人、女人、小孩，及其站立、走步、跑步等動作。例如模擬行人突然出現(xiàn)的測試場景。
行人場景
♦ 實現(xiàn)逼真的虛擬環(huán)境，包含樹木、建筑物、導(dǎo)向標(biāo)識、交通燈、交通標(biāo)志等。
虛擬環(huán)境
• 傳感器的仿真
ADAS系統(tǒng)用到的傳感器主要用于感知車輛周圍環(huán)境，類型包括毫米波雷達、超聲波雷達、激光雷達、攝像頭等等。傳感器仿真可以采用真實的或者虛擬的方式。其中虛擬傳感器由仿真軟件模擬，通過VIL設(shè)備將虛擬交通場景的信息傳遞給ADAS系統(tǒng)。
虛擬傳感器
• 實時仿真機
實時仿真機的作用是提供實時運行的仿真環(huán)境并且實現(xiàn)虛擬與真實信號的交互。
• 真實車輛
真實的車輛包括車輛及電控系統(tǒng)，運行在一個寬闊安全的平地上，對被測的駕駛輔助系統(tǒng)來說其實際是運行在預(yù)先設(shè)定的交通測試環(huán)境中。
測試環(huán)境
4應(yīng)用案例
BMW寶馬的研發(fā)中心利用車輛在環(huán)技術(shù)，對其自動泊車系統(tǒng)進行了功能測試。
該過程使用了一輛測試車輛放置于空曠的場地上，通過仿真軟件搭建了一系列泊車測試場景，包含垂直停車、水平停車等典型場景。
自動泊車系統(tǒng)VIL測試
5結(jié)論
恒潤科技VIL測試系統(tǒng)，由于使用的是實際的車輛，減少了對車輛動力學(xué)模型的參數(shù)標(biāo)定，使測試結(jié)果更加;其虛擬場景可以使用初算法開發(fā)以及HIL測試時的交通場景，也可以根據(jù)一些交通事故來確定測試場景，場景的切換過程較實車測試大幅簡化;在主動安全相關(guān)測試中，其虛擬的場景可以避免事故的發(fā)生，也可以節(jié)約不必要的器材損失;其可重復(fù)性很高，在大量重復(fù)的實車在環(huán)測試后可顯著降低被測系統(tǒng)的功能缺陷，隨之降低了原本實車場地測試和道路測試的工作量環(huán)節(jié)，提高了測試效率，降低了測試成本。
