仿真測試的案例
汽車測試科普貼：一文看懂自動駕駛仿真測試
2.自動駕駛仿真測試流程
完整的自動駕駛仿真測試可以分為仿真工具開發、仿真工具集成、測試場景開發和仿真測試執行等工作。
仿真工具開發
由于仿真工具開發難度較大，且模塊的功能有較明顯分隔，目前仿真工具一般由多家公司提供。比如VTD、PreScan是常用的場景和傳感器模仿真軟件，CarSim是常用的車輛動力學仿真軟件，ECU-TEST是常用的測試管理工具。
仿真工具集成
仿真工具集成包含兩個方面的工作：（1）根據測試需要選擇合適的測試工具并將其集成為完整的仿真測試環境；（2）將被測算法與仿真測試環境集成，實現閉環測試。
展開 自動駕駛虛擬仿真技術（四）：仿真測試流程及要求
測試執行具體包括初始狀態設置、測試車輛運行、目標車輛添加、測試車輛決策、測試過程監控、測試過程自動化、數據存儲等環節。
6、測試結果分析
對仿真結果應進行數據處理，具體包括數據分類、統計、篩選和可視化。
7、測試結束條件
主要用來評價系統仿真測試是否達到預定要求，通常包括
已按要求完成預定的系統測試任務；
實際測試過程遵循了預定的測試計劃；
客觀、完備地記錄了測試過程和測試中發現的所有問題；
測試的全過程自始自終在控制下進行；
測試中的異常有合理解釋或者正確有效的處理；
全部測試用例、測試軟件和測試配置項已完成，數據已記錄。
自動駕駛虛擬仿真技術（一）：自動駕駛虛擬仿真概述
自動駕駛虛擬仿真技術（二）：仿真測試場景設計
自動駕駛虛擬仿真技術（三）：仿真測試場景數據格式
展開 自動駕駛能力驗證的關鍵：仿真測試詳述
測試內容包括傳感器、算法、執行器、人機界面等。從應用功能、性能的穩定性和魯棒性，以及功能安全、預期功能安全、形式認證等各個方面的測試中綜合考慮，從而可以確保車輛能夠自主上路。
如上整個測試過程分為仿真測試與實車測試，而前半部分都稱之為仿真測試，這也是自動駕駛系統開發和驗證的重要手段。自動駕駛仿真測試，是指通過計算機仿真技術，建立現實靜態環境與動態交通場景的數學模型，讓自動駕駛汽車算法在虛擬交通場景中進行的駕駛測試。
自動駕駛仿真平臺概述
仿真測試的核心是測試模型，圍繞測試模型還包括測試流程、仿真使用平臺、模型構成，并覆蓋從產品設計驗證、開發驗證、測試驗證、體驗評價全過程。整個仿真測試平臺由1個主體流程、5大仿真測試類別、3種仿真模型構成，覆蓋產品設計、開發驗證、測試驗證、體驗評價全過程。這里我們從仿真測試的角度說明下如上各個測試階段的內容和要點。
1個流程是指從ASPICE的標準軟件研發流程出發，從設計域、開發域到測試域進行整體測試驗證。其中包括系統設計階段以MIL仿真側視貫穿整個系統分析&設計、詳細設計、虛擬組建集成&測試和虛擬系統集成測試；在軟件設計階段通過不斷的SIL仿真實現單元測試，同時以HIL仿真優化實現組建集成和測試，最后通過VIL仿真優化實現系統集成測試和系統驗收。
5類測試平臺涉及整個開發過程，需要經歷從軟件在環（SIL）、硬件在環（HIL）、車輛在環（VIL）、封閉測試場測試、開放道路測試幾個大步驟。
MIL（Model in the Loop）模型在環測試是一種模型在環仿真平臺，用在需求分析概念階段，實現算法開發與驗證優化，是一種在開發的初期階段及建模階段中進行的仿真測試方式。
展開 設計仿真 | 基于VTD的AR-HUD仿真測試解決方案
極限/危險工況的測試評估
4. 支持故障仿真
5. 智能座艙/智能網聯一體化測試
面向預期功能安全的決策規劃系統仿真測試方法
基于場景優化搜索算法與自動化測試結合的測試方法
3 工具——自動化場景文件生成器
第二部分提到的兩個重要的組件之一就是支持自動化測試的具體場景生成工具。有兩個目標需要被預先定義：
「輸入的形式」
比較初級的解決方案一般是從邏輯場景作為輸入；
比較完美的解決方案將是從功能場景或自動駕駛功能作為輸入，即一站式完成服務于自然人的、語義化的場景需求到服務于仿真計算工具的、完全形式化的場景定義。
「輸出的形式」一定格式的具體場景文件
OpenX系列標準
是一套較為完整的仿真測試場景描述方案，包括OpenDRIVE、OpenCRG和OpenSCENARIO（OSC）等。OpenX系列標準將仿真測試場景統一化，提高了仿真場景在不同仿真軟件內遷移進行測試的效率，也有利于對不同仿真軟件測試進行統一的場景評估。對于本文所關注的——決策規劃系統的仿真測試而言，重點在于仿真測試場景的動態部分（如車輛的行為），是由OSC文件描述的。
然而，基于XML的OSC格式較為底層，對應的文件描述過于復雜；導致人工編寫場景文件耗時長、效率低。故需要一個更高級的接口來連接語義級別的場景定義與OSC格式。因此，開發了面向OSC的自動化場景文件生成器，以結合在環仿真測試系統，實現針對決策規劃系統的自動化在環仿真測試；進而支撐了第四部分中介紹的基于場景搜索的加速測試方法的實現。
以下簡介這個自動化OSC場景文件生成器的設計要點和具體架構。
展開 面向預期功能安全的決策規劃系統仿真測試方法
基于場景優化搜索算法與自動化測試結合的測試方法
3 工具——自動化場景文件生成器
第二部分提到的兩個重要的組件之一就是支持自動化測試的具體場景生成工具。有兩個目標需要被預先定義：
「輸入的形式」
比較初級的解決方案一般是從邏輯場景作為輸入；
比較完美的解決方案將是從功能場景或自動駕駛功能作為輸入，即一站式完成服務于自然人的、語義化的場景需求到服務于仿真計算工具的、完全形式化的場景定義。
「輸出的形式」一定格式的具體場景文件
OpenX系列標準
是一套較為完整的仿真測試場景描述方案，包括OpenDRIVE、OpenCRG和OpenSCENARIO（OSC）等。OpenX系列標準將仿真測試場景統一化，提高了仿真場景在不同仿真軟件內遷移進行測試的效率，也有利于對不同仿真軟件測試進行統一的場景評估。對于本文所關注的——決策規劃系統的仿真測試而言，重點在于仿真測試場景的動態部分（如車輛的行為），是由OSC文件描述的。
然而，基于XML的OSC格式較為底層，對應的文件描述過于復雜；導致人工編寫場景文件耗時長、效率低。故需要一個更高級的接口來連接語義級別的場景定義與OSC格式。因此，開發了面向OSC的自動化場景文件生成器，以結合在環仿真測試系統，實現針對決策規劃系統的自動化在環仿真測試；進而支撐了第四部分中介紹的基于場景搜索的加速測試方法的實現。
以下簡介這個自動化OSC場景文件生成器的設計要點和具體架構。
展開 新能源系統仿真測試解決方案
整車控制器仿真測試
?應用領域
? 虛擬車輛仿真，MIL測試
? 新能源純電、48伏、混動車型整車控制器測試驗證
? 傳統燃油商用車、燃料電池車型整車控制器測試驗證
?功能特點
? 完善的新能源車輛模塊庫，支持新能源構型仿真
? 支持邏輯功能、總線通訊、底層驅動、故障診斷等測試
? 支持能量管理、扭矩分配、熱管理、安全管理、防盜等驗證
? 豐富且標準的I/O接口，可快速搭建控制器的仿真測試環境
電池管理系統仿真測試
?應用領域
? 電池電芯的電氣特性動態仿真
? 高壓動力電池、48V系統、儲能系統、燃料電池系統單體電芯仿真
? 三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等仿真
? 總壓、總電流、絕緣電阻、多點溫度采集以及高壓繼電器控制等測試
?功能特點
? 采用高速總線通訊，高性能電源模擬單元，實現單體電芯高精度(1mV以內)、低延遲(百微妙級)動態性能仿真
? 支持電池管理系統主動均衡、被動均衡、預充控制、絕緣監控、熱管理、SOC/SOH/SOP估計
? 支持高壓繼電器常開、黏連、保險熔斷、高壓互鎖開路等高壓故障模擬
? 支持國標 GB/T 27930-2011，GB/T 27930-2015，歐標 DIN70121，美標 SAEJ1772 交直流充電及相關故障模擬
? 支持主從CAN協議、SPI菊花鏈通訊協議仿真模擬
? 采用高階等效電路原理模型，可模擬電池開路電壓、瞬態歐姆極化、電化學極化和濃差極化過程
電機控制器仿真測試
?應用領域
? 高精度并且高速率電機及逆變器仿真
? 永磁同步電機
展開 動力傳動系統仿真測試解決方案
由于我國相關技術很多地方還長期受制于國外，為了有效掌握主動權，國內各大零部件公司和主機廠OEM依然非常需要建立起自主的開發、測試和驗證能力。經緯恒潤擁有著十多年傳統動力傳動系統HIL仿真設備開發服務經驗，可提供完整的相關技術仿真測試解決方案。
干貨｜自動駕駛系統中感知傳感器實物仿真測試環境構建
毫米波雷達接收到回波后，進行目標數據參數解析，從而實現毫米波雷達目標的模擬仿真。
圖4 毫米波雷達目標模擬器原理示意圖
毫米波屬于無線電微波，所以在模擬仿真環境構建時，會把目標模擬設備、被測設備放置在相對密閉的微波暗箱環境中。毫米波雷達目標模擬過程中，會需要模擬各不同角度上的目標，由于目標模擬器不方便進行移動，無法模擬出相對測試環境的絕對角度，所以一般還會采用旋轉云臺搭載被測毫米波雷達，進行雷達與目標模擬器之間相對角度的模擬。
圖5 毫米波雷達目標模擬微波暗箱結構示意圖
■ 總結：感知傳感器模擬仿真方案多樣性、實用性強
從上面的介紹不難看出，自動駕駛主要感知傳感器的實物仿真環境構建，都是基于工作原理，靈活運用傳感器感知介質特性，在標準環境下，進行的模擬目標匹配的信號再造。針對與同一類型的感知傳感器，其實物仿真環境的構建方式其實并非是唯一的，只要環境中相對潔凈，未引入其他影響感知傳感器識別目標的噪聲，并能準確有效的對該類型傳感器可感知目標進行模擬，那這就是一個成功的環境構建方案。所以在不同模擬仿真測試系統應用時，可以結合不同的測試需求，對傳感器實物仿真構建方法進行選擇。
從自動駕駛模擬仿真測試產業發展需求角度出發，目前可以實現的感知傳感器環境構建方案還相對較少，后續自動駕駛整車級模擬仿真測試環境中，必定需要多類型感知傳感器融合仿真測試環境。這對感知傳感器實物仿真測試環境構建提出了更高的要求，也期待有更多更優先的構建方法和創新型構想被提出。
---END---
作者：北斗
文章來源：汽車測試網
展開 車輛動力學模型在仿真測試中的應用實踐
-OpenDrive標準解讀
-OpenScenario標準解讀
-OpenScenario中拓展動力域、底盤域控制器測試方法
4 ModelBase軟件介紹
ModelBase是一款綜合性的車輛動力學仿真軟件。可分別用于乘用車、商用車的整車電控系統的設計、測試、標定和驗證。可以覆蓋電控系統的整個開發周期，包括早期的算法仿真測試（MIL/SIL），控制器的硬件在環測試（HIL），半實物臺架測試（如電機臺架、動力系統臺架、整車臺架等），以及最終的車輛在環測試（VIL）。
應用領域
??整車電控系統的虛擬仿真測試，主要針對動力域、底盤域、智駕域電控系統測試
??控制器的前期標定，在仿真臺架上對控制器進行參數標定
??駕駛模擬器仿真測試，為駕駛模擬器提供逼真的駕駛環境
??車輛機械部件的開發和測試，為半實物臺架提供虛擬道路仿真環境
??車輛零部件選型分析與測試，如動力系統、轉向系統、制動系統、懸架系統的匹配調試
??車輛理論性能分析，如車輛動力性、經濟性、制動性、操穩性和平順性分析
展開 新能源系統仿真測試解決方案
永磁同步電機（PMSM）、直流無刷電機（BLDC）、交流異步電機（DFIG、DFIM、SQIG、SQIM）、開關磁阻電機（SRM）等各類種型電機本體及驅動器仿真模擬
旋轉變壓器、TTL、霍爾編碼器等轉速傳感器以及相電流傳感器仿真模擬
- 功能特點
基于高性能FPGA仿真板卡，支持從輸入到輸出百納秒級電機運行步長仿真
基于開放的電機仿真模型，支持數學模型、有限元模型，定參數、變參數仿真
支持逆變器及繞組開路、短路等故障注入模擬測試
支持初始角、相序修改，旋變、相電流的相位、幅值等故障注入模擬
支持電機四象限、寬范圍運行仿真，可有效驗證死區、弱磁、扭矩和轉速閉環驗證
燃料電池管理系統HIL仿真測試
- 應用領域
質子交換膜燃料電池系統仿真
質子交換膜燃料電池管理單元功能測試驗證
燃料電池巡檢系統測試驗證
- 功能特點
基于成熟燃料電池專用HIL仿真硬件，支持壓縮機、氫氣噴射、電磁閥、節氣門閥體等特殊執行器驅動測試驗證，支持壓力、流量、濕度、溫度等傳感器信號采集測試
基于復雜電化學質子交換膜燃料電池電堆模型和豐富的執行器附件模型，支持電堆反應、氫氣回路、氧氣回路、排水排氫、水熱系統和儲氫單元等工作過程仿真
支持氫氣供給、氧氣供給、水熱管理、氣體循環等控制器閉環功能測試
支持發動機冷熱啟動、功率跟隨、燃料消耗優化等系統功能測試
支持總線通訊故障、接口電氣故障、執行器動作故障、傳感器信號異常等異常測試
小結
經緯恒潤提供的新能源HIL測試解決方案，可以實現新能源電控單部件的獨立測試，也可以實現新能源多控制器集成功能測試
展開 
設計仿真 | 高級駕駛員輔助系統(ADAS) XIL測試
根據汽車電子開發的V流程，產品在推向市場之前，要進行SIL、MIL、HIL和VIL等仿真驗證，在保證產品的功能的可靠性和性能的穩定性的同時，減少產品的研發費用和縮短產品的研發周期。
在SIL/MIL仿真測試中，需要仿真工具能夠集成客戶多樣化的算法平臺，如C++，simulink等；在HIL仿真測試中，需要仿真工具的仿真速度能夠滿足實時性要求；在VIL仿真測試中，需要仿真工具能夠模擬虛擬的測試場地等。
在傳感器仿真測試方面，需要仿真工具能夠仿真Camera，Lidar，Radar和超聲波等不同的傳感器類型，同是能夠模擬不同等級的傳感器信號，以滿足不同用戶測試不同算法的需求。
在整個測試閉環中，還需要仿真工具能夠集成不同的車輛動力學軟件的同時，能夠和自動化測試軟件無縫集成，從而滿足用戶的自動化測試需求。
汽車高級駕駛員輔助系統的開發和測試領域：
基于VTD的智能駕駛仿真測試系統，采用VTD軟件作為場景搭建和仿真的工具，將VTD軟件布置在高性能圖形工作站中。基于VTD的ROD工具來搭建測試的道路系統，基于ScenarioEditor工具來創建動態的交通，同時根據用戶的被測系統在VTD軟件中來配置不同的傳感器類型及仿真等級。該系統可以滿足用戶的如下需求：
? 進行控制算法的SIL/MIL/HIL測試；
?進行感知+控制算法的SIL/MIL/HIL測試；
?進行基于視頻暗箱/視頻注入的圖像識別算法測試；
?進行基于回波模擬/點云的Radar識別算法的測試；
?進行基于Objectlist和激光雷達點云識別算法的測試；
?進行多傳感器在環同時測試；
?進行基于worldsim的自動化測試。
展開 車輛OTA仿真測試解決方案
可實現自動化執行云端任務觸發、車機邏輯交互、ECU數據抓取、ECU診斷應答模擬和測試結果斷定等不同測試步驟。
?? 支持三大測試場景：正向流程測試、功能交互測試、特殊場景測試
正向流程測試包含車云連接測試、更新推送測試、更新下載測試、升級預處理測試等
功能交互測試是在正向流程驗證的基礎上，結合整車各項功能點，在升級包推送、下載、安裝流程中設計整車功能交叉操作測試，來模擬、測試OTA功能在多功能交互場景下的穩定性，其包含車身域、動力域、娛樂主機及TBOX的功能交互測試等
特殊場景測試從用戶在實際用車過程中可能出現的特殊場景角度考慮，以確保OTA功能在全場景下的穩定性，其包含如網絡異常工況測試、供電異常工況測試、并發任務場景測試等
圖3 車輛OTA仿真測試功能
功能特點
?? ECU仿真，模擬真實車輛環境
本方案中，車載總線監控仿真工具VBA主要實現對真實車輛上的ECU功能邏輯仿真，建立真實車輛環境。同時，工具還具備對總線數據的監控和分析，報文發送、負載統計、離線回放、故障診斷、腳本仿真和Panel面板搭建等功能
?? 診斷模擬，實現虛擬測試環境
系統提供ECU診斷模擬軟件DST，可實現單ECU及整車多ECU診斷的虛擬仿真。
展開 智能座艙仿真測試解決方案
概述
智能座艙系統作為集合智能網聯與駕乘體驗的高附加值的電子系統，是未來汽車核心三大域中，集成技術種類與更新占比較大的部分，其直面消費者的關鍵角色，決定了需要一系列驗證與測試手段，以解決在產品迭代過程中智能座艙系統的測試與驗證。
經緯恒潤結合通信信息、人工智能、工業控制、硬件在環等技術，開發了一套智能座艙仿真測試系統，實現了對整車電氣、人機交互、交通場景和座艙體驗的仿真模擬。系統通過提供觸控模擬，智能識別，場景沉溺和控制閉環，實現了在實驗室條件下的覆蓋設計體驗、功能驗證、自動化運行、聯合仿真的測試環境，為智能座艙系統的測試、分析和研究提供了有利支持。
應用領域
智能座艙系統及信息娛樂與智能網聯零部件。
??智能座艙系統功能邏輯測試
智能座艙電控系統的功能驗證
人機交互測試
智能識別測試
整車交互測試
智駕輔助測試
智能互聯測試
智能座艙電控系統的專項驗證
駕駛員監控系統測試
AR-HUD/HUD 系統測試
V2X 無線場景應用測試
面向服務聯合座艙測試
??智能座艙系統開發體驗測試
??整車電子電氣動力、底盤、智駕聯合仿真測試
系統特點
經緯恒潤致力于為用戶提供完備、先進的智能座艙仿真測試系統以及優質的工程服務。為用戶在產品開發階段有效節約了測試成本，縮短了開發周期。
展開 設計仿真 | 直播預告-場景仿真在智能LED大燈測試中的應用實踐
智能LED大燈是在單車智能基礎上實現車輛與外界光交互的一種新型技術應用，但目前智能車燈的開發進程中缺乏有效、安全的測試方法和手段。
海克斯康工業軟件VTD作為智能駕駛車輛（系統）虛擬仿真測試全棧式解決方案提供商，為智能LED大燈的開發和測試提供了以虛擬場景為基礎的仿真測試，可滿足算法開發不同階段測試需求，實現SIL/HIL等在環測試系統的構建，有效地提升了智能大燈的開發效率，降低產品的測試成本。
本期直播海克斯康講堂請到了技術專家謝錦程為我們帶來場景仿真在智能LED大燈測試中的應用實踐，從智能LED大燈的測試原理、解決方案到實際應用等方面展開詳細講解，歡迎預約報名！
2月29日 14:00
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立即預定
直播內容聚焦
?? 智能LED大燈技術在當前智能化車輛中的應用
?? 基于VTD的智能LED大燈仿真測試原理及解決方案
謝錦程
海克斯康工業軟件技術專家
具有豐富的智能駕駛車輛在環測試系統開發與調試工作經驗，負責基于VTD的智能駕駛仿真解決方案以及相關二次開發工作。
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