硬件在環的案例
基于PXI和StarSim的含雙饋發電機組的功率硬件在環仿真測試平臺
五、總結
在該項目中，清華大學智能電網運行與優化實驗室與上海遠寬能源科技有限公司共同合作完成了功率硬件在環平臺的設計工作，實時仿真器采用NI公司的PXI硬件和上海遠寬能源科技有限公司的StarSim電磁暫態仿真軟件加以實現。通過有功實驗和電壓不對稱實驗測試雙饋發電機組接入功率硬件在環平臺的可行性。為后續更多設備的測試和實驗提供了平臺設計基礎。
汽車高精度衛星導航硬件在環HiL測試怎么做？
挑戰一
衛星導航硬件在環GNSS HiL
在各種可能的條件和變化下驗證自動駕駛和車聯網功能對汽車開發領域提出了重大挑戰。例如，自動緊急制動 (AEB) 和自適應巡航控制 (ACC) 之類的功能，甚至是在高速公路自動駕駛條件下的全自動功能，都需要在多種場景和車輛配置下，對車輛進行大量的功能性和非功能性的驗證和優化。
目前，ADAS 和 AD 驗證主要采用兩種方法：在公共道路或試驗場上進行駕駛測試和基于硬件在環 (HiL)或者整車在環ViL的測試。
圖1：自動駕駛汽車的硬件在環HiL和整車在環ViL測試平臺
挑戰二
高精度衛星導航
GNSS市場在很多因素的驅動下正在快速發展，由于車聯網市場、無人駕駛的出現，車載導航的要求也在不斷增加，從最初的標準定位SPS（Standard Positioning System）需求，發展到現在的高精度定位PPS（Precise Positioning System）需求。
展開 淺析駕駛輔助系統硬件在環仿真技術
對智能汽車的駕駛輔助系統提升安全性能的需求不斷提高，多傳感器信息融合是駕駛輔助系統的應用趨勢，硬件在環仿真測試平臺能對駕駛輔助系統安全性進行深度測試。通過分析汽車典型駕駛輔助系統主要傳感器構成和傳感器仿真特點，介紹先進的駕駛輔助系統硬件在環仿真測試平臺構架。根據未來汽車多傳感器融合環境感知發展趨勢，總結未來自動駕駛汽車硬件在環仿真測試評價技術存在的挑戰和發展方向，為行業應用提供參考。
先進駕駛員輔助系統（ADAS）可以協助駕駛員提高行車安全性和駕駛舒適性，被認為是提升出行效率、解決交通事故頻發問題的有效措施。駕駛輔助系統依靠傳感器采集車輛行駛四周的環境，并根據環境目標威脅而作出橫向、縱向控制，可有效降低道路交通事故發生的概率。傳統的場地測試是以假人、假車、環境模擬器等測試設備構建有限測試場景，測試決策控制算法的合理性和控制算法與車輛匹配的優劣。駕駛輔助系統連續感知、決策、執行，全天候持續運行，傳統測試評價手段已難有效覆蓋自動駕駛新特征。智能駕駛輔助系統在開發的過程中，每一階段功能和性能的測試評價將通過多樣化的試驗結果相互組合印證，需要進行實車道路測試、公開道路測試，功能安全測試、信息安全測試、仿真測試等，硬件在環仿真測試平臺是智能網聯汽車“V”型開發過程中不可缺少的工具鏈。
駕駛輔助系統功能及傳感器原理
駕駛輔助系統構成和原理
汽車駕駛輔助系統的構成和系統原理，如圖1所示。目前，駕駛輔助系統主要裝備毫米波雷達、攝像頭、360°環視系統、超聲波雷達，實現自動泊車（APA）、自適應巡航（ACC）、緊急制動（AEB）、盲區監測（BSD）、車道保持輔助（LKA）、交通擁堵輔助（TJA）等功能，而激光雷達主要是在更高級別的自動駕駛汽車上裝備。
展開 DNV GL和ContiOcean上海匯舸啟動船用廢氣凈化系統硬件在環（HIL）測試合作
關于HiL（硬件在環）測試
采用硬件在環（HIL）技術對控制系統軟件進行驗證和測試將減少軟件帶來的問題，從而實現更安全，更可靠的自動化系統和更短的調試時間。到目前為止，我們只對洗滌塔進行Scheme B測試，這需要整個系統在船上進行測試。但是，船東/船廠在海上試航期間將對順利按時交付有著巨大壓力。 這就是為什么他們希望提前進行模擬測試的原因。HIL測試將在FAT（工廠驗收測試）期間進行，該工具也可用于培訓船員。任何控制系統都可以進行HIL測試，例如洗滌塔，選擇性催化還原系統（SCR），LNG雙燃料，能源管理系統，壓載水處理系統等。
通過在供應商的場所將模擬器連接到目標控制系統來執行洗滌塔 HIL測試，從而可以在受控環境中進行測試。HIL仿真器通過模擬必要的執行器，動態反應和各類傳感器，充當控制系統的虛擬控制目標。HIL模擬器將與現實系統在船上實際操作中的響應方式相同。 用于首次測試的HIL模擬器也可以再次用于測試洗滌塔系統升級和在船舶生命周期內的故障排除。 在首次測試之后，客戶將和供應商將就必須糾正的缺陷達成一致，從而提供更安全、更可靠的控制系統。
展開 
Adams Real Time 硬件在環解決方案
將車輛動力學模型與底盤穩定性控制器、視覺/距離傳感器或駕駛模擬器（例如 VI-Grade公司的Dim駕駛模擬器）之類的硬件元件進行仿真和測試時，車輛動力學模型的是先決條件。長期以來，MSC Adams 一直是汽車行業頗受青睞的車輛動力學仿真軟件。
如今，借助 Adams Real Time，從 SIL（軟件在環）到 HIL（硬件在環）、ADAS（高級駕駛員輔助系統）應用程序，分析人員都可以重復使用同一個高逼真度離線仿真基礎模型。這種單一工具/單一模型方法不僅有效提高車輛開發效率，縮短開發周期，還可以消除易出錯的不同動力學仿真軟件之間的模型轉換工作，節省數萬美元的成本。
Adams Real Time 出現之前…
在 Adams Real Time 出現之前，Adams Car 用戶需要將 Adams 模型轉換成第三方模型，然后才能進行硬件在環（HIL）仿真和測試。這一工作流程存在三個缺點：
1. 必須使用兩種不同的工具來創建兩組不同的車輛全尺寸模型；
2. 無法將降階的第三方模型轉換回最初的 Adams 模型；
3. 在某些第三方模型中無法對組件/拓撲結構進行修改。
Adams Real Time 出現之后！
Adams Real Time 出現之后，工程師們便可將同一個 Adams 模型同時用于高逼真度仿真和實時分析。將兩套模型合二為一，可大幅減少進行模型轉換所需的工作量，從而改善了一致性，并且提高了不同部門之間的工作流程效率。
借助 Adams，以下創新工作就可以運用 Adams Real Time 的強大功能，并在 ADAS 仿真中大顯身手：
1.
展開 自動駕駛 | Ansys AVxcelerate Sensors利用NI-RDMA進行硬件在環（HiL）測試
2024 R1版Ansys AVxcelerate Sensors自動駕駛汽車傳感器仿真軟件包含了一項重要的增強功能，可用于在結合仿真系統與真實系統的硬件在環環境中進行感知軟件測試。這種基于物理的解決方案現在與NI提供的基于RoCE（基于融合以太網的遠程直接內存訪問）的HiL基礎架構相兼容，以支持驗證更高級別感知所需的大規模、實時和低時延數據交換。由于Ansys攝像頭仿真已經在生產環境中與芯片上的工業級感知軟件配合使用，因此RDMA兼容性將進一步提高該解決方案的實用性。
使用合成仿真數據的HiL工作臺測試將優先考慮安全合規性
由于緊鄰生產環節，復雜軟件系統的測試和驗證將不可避免地包括HiL工作臺測試。HiL測試臺匯總了來自攝像頭、激光雷達和雷達等各種傳感器的合成仿真數據輸入，能夠更準確地評估自動駕駛汽車（AV）系統。
利用HiL測試，可以解決系統驗證中最具挑戰性的方面：基于經過數據訓練的深度神經網絡來評估傳感器感知功能。該測試是研發過程中的寶貴工具，因為它是距離大規模生產最近的前置步驟。HiL測試中出現的任何問題，都可以通過在此階段負責控制特定功能的電子控制單元（ECU）或嵌入式系統來解決。
由于感知算法的復雜性，我們無法依靠以理論分析為主的傳統驗證方法來驗證，也無法依賴像OTA攝像頭和顯示器硬件在環等已顯示出局限性的測試方式。相反，感知算法必須根據大量合成仿真數據進行測試。此時，就需要通過仿真進行直接數據注入，以確保注入數據在傳輸過程中保持質量，同時還無需用攝像頭進行監控校準。
通過仿真進行直接數據注入可提高工作臺測試的準確性
如今，高分辨率傳感器為HiL工作臺帶來了技術限制，而這一挑戰，與通過HDMI或DisplayPort將合成視頻數據傳輸到HiL工作臺的傳統方法有關。
展開 新聞 | MSC公司Adams Real Time提供硬件在環仿真解決方案
Adams Real Time允許用戶通過SimWB將Adams模型與硬件控制器或駕駛模擬器進行集成。
· Adams Real Time積分器
這個新版本為Adams 解算器提供了一個新的固定步長積分器。固定步長功能的目的是確保在給定的時間內完成固定的工作量，以滿足Linux實時操作系統（RTOS）的要求。
該功能可在任何環境中運作，包括非RTOS場景，例如，用戶可通過該功能進行預判斷，確定一項給定分析是否適合于實時模擬以及模擬結果是否符合要求。利用Adams 解算器與Concurrent平臺的相互兼容性，用戶能夠進行實時模擬。
· 本地輪胎解算器
默認情況下，Adams輪胎模型是由Adams 解算器進行求解計算。在新版本中，PAC2002提供選項以便內部計算輪胎方程，替代Adams 解算器中進行的計算。特別是對于具有高級瞬態或帶動力學選項的輪胎，本地輪胎解算器能夠降低Adams解算器的工作量以及中央處理器（CPU）的運算時間，同時提高模擬速度。
· FMI聯合仿真直接模式和多線程并行
在新版本中，以FMI為基礎的聯合仿真增加了新的“直接”通信功能。該功能能夠改善在聯合仿真期間主次FMU之間的通信性能。通過在Adams Controls Plant Export對話框中設置，即可用于Adams聯合仿真。
Adams 解算器的內存共享多線程技術（SMP）增強了聯合仿真性能，對于高保真度的Adams模型的效果尤其顯著。
“Adams 實時仿真的主要價值定位是，保持在同一建模環境的能力，從高保真度的脫機模型向軟件在環（SiL）的轉變，同時同樣的模型的實時仿真版本可以應用于硬件在環（HiL）、駕駛模擬器、高級駕駛員輔助系統（ADAS）等。
展開 汽車硬件在環（HIL）之車身電子測試解析
用技術筑牢硬件可靠性根基，與行業共探汽車電子品質升級之路，選沃華慧通，讓每一次測試都成為安全出行的堅實注腳。
HIL（硬件在環）仿真器作為電力電子實驗教學的核心工具，其
HIL（硬件在環）仿真器作為電力電子實驗教學的核心工具，其性能、適配性及性價比成為關注重點。本次調研聚焦市場主流設備，重點研究森木磊石最新推出的 單價2.48萬的EGBox Nano 入門級 HIL 仿真器，探究其在電力電子教學科研場景中的應用價值。
二、電力電子教學科研設備市場現狀
目前，電力電子教學科研設備市場品牌多樣，既有國外的 Opal-RT、dSPACE、Typhoon 等老牌廠商，也有國內森木磊石等企業。國外產品技術成熟，但價格高昂、售后響應慢；部分國內產品在功能適配性上存在不足。高校與科研機構亟需一款兼具性能、教學適配性與高性價比的設備，以滿足實驗教學、科研創新的需求。
三、EGBox Nano 產品分析
（一）核心優勢突出性價比
1、極致便攜，顛覆傳統
EGBox Nano 外觀尺寸僅為 84mm（長）×181mm（寬）×51mm（高），小巧輕便，打破傳統實驗設備的笨重形態，便于課堂移動教學與學生自主實踐。
2、聚焦教學，全面實用
精準適配高校電力電子與電機控制課程實驗教學體系，涵蓋 單相橋式可控整流、三相橋式有源逆變、永磁同步電機控制 等 20 + 實驗內容，覆蓋電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程等專業需求。
3、價格親民，資源普及
售價僅 ￥2.48w，相比進口設備成本大幅降低，助力高校以更低投入實現實驗教學資源的普及，緩解教學設備經費壓力。
4、功能強大，夯實基礎
采用 XILINX A7-200T FPGA 芯片，支持 8 通道 16bits 模擬輸出、16 通道數字輸入輸出等硬核規格，搭配強大的軟件功能，為電力電子實驗提供堅實技術支撐。
展開 一分鐘讀懂航天器供電系統及實時仿真解決方案
圖4.2 硬件在環仿真結果（輸入電壓波形）
總結
航天器電力系統是目前航天科研工作的熱點，本文介紹了如何通過北京博電公司的功率接口(PI系列模塊化功率平臺)配合蘇州同元的模型，實現航天器電力系統的功率硬件在環仿真，并通過一個經典的航天器電力系統的離線仿真和功率硬件在環仿真兩者結果比對，完成對控制算法的校驗，為科研人員從事相關工作提供參考。
VI-grade中國零原型（ZPS）實驗展示中心在上海正式啟動
高沉浸感人機交互解決方案
3) AutoHawk 實時硬件在環平臺（AutoHawk Real-Time HiL Platform）
AutoHawk 是 VI-grade 新一代硬件在環解決方案，搭載高性能實時解決方案供應商 Concurrent Real-Time 公司的實時技術，整合實時硬件、操作系統、軟件及 I/O 板卡，具備高度可配置性。該平臺可作為獨立的 Linux 計算機運行，也可作為硬件在環系統使用，支持與駕駛模擬器聯動，甚至可直接部署于實車之中。
硬件在環解決方案
4) BrakeiL 實時制動測試臺（BrakeiL Real-Time Brake Test Rig）
由 Meccanica 42 研發的 BrakeiL 是針對整套制動系統的實時測試設備，涵蓋踏板、助力器、主缸、電子穩定程序/防抱死制動系統（ESC/ABS）控制器、卡鉗及制動盤等核心部件。通過實時模擬車輪轉速輸入并監測制動壓力，BrakeiL 可為制動功能的開發、標定與驗證提供閉環測試環境。
M42制動臺架
5) CamiL 相機在環測試臺 (CamiL Camera-in-the-Loop Rig)
由 Meccanica 42 開發的 CamiL 測試臺，可精準復現車載相機傳感器的真實工作環境，支持相機與仿真系統相連的實時測試。相機安裝于測試臺內，捕捉全高清屏幕顯示的虛擬駕駛場景，配合集成式 LED 系統提供動態光照效果，是高級駕駛輔助系統（ADAS）與智能底盤開發的理想測試平臺。
展開 
VI-grade中國零原型（ZPS）實驗展示中心在上海正式啟動
高沉浸感人機交互解決方案
3) AutoHawk 實時硬件在環平臺（AutoHawk Real-Time HiL Platform）
AutoHawk 是 VI-grade 新一代硬件在環解決方案，搭載高性能實時解決方案供應商 Concurrent Real-Time 公司的實時技術，整合實時硬件、操作系統、軟件及 I/O 板卡，具備高度可配置性。該平臺可作為獨立的 Linux 計算機運行，也可作為硬件在環系統使用，支持與駕駛模擬器聯動，甚至可直接部署于實車之中。
硬件在環解決方案
4) BrakeiL 實時制動測試臺（BrakeiL Real-Time Brake Test Rig）
由 Meccanica 42 研發的 BrakeiL 是針對整套制動系統的實時測試設備，涵蓋踏板、助力器、主缸、電子穩定程序/防抱死制動系統（ESC/ABS）控制器、卡鉗及制動盤等核心部件。通過實時模擬車輪轉速輸入并監測制動壓力，BrakeiL 可為制動功能的開發、標定與驗證提供閉環測試環境。
M42制動臺架
5) CamiL 相機在環測試臺 (CamiL Camera-in-the-Loop Rig)
由 Meccanica 42 開發的 CamiL 測試臺，可精準復現車載相機傳感器的真實工作環境，支持相機與仿真系統相連的實時測試。相機安裝于測試臺內，捕捉全高清屏幕顯示的虛擬駕駛場景，配合集成式 LED 系統提供動態光照效果，是高級駕駛輔助系統（ADAS）與智能底盤開發的理想測試平臺。
展開 自動駕駛軟硬件在環系統仿真方案及實踐
來源 | 自動駕駛測試驗證技術創新論壇
自動駕駛軟硬件在環系統仿真方案及實踐
來源 |
自動駕駛測試驗證技術創新論壇
知圈 |
進“電子電氣群”請加微13636581676,備注架構
案例分享：BUGATTI RIMAC & RSENGINEERING 多ECU HIL系統與DIL耦合
VI-grade 中國與 Bugatti Rimac 和 RSEngineering 合作，支持將多ECU硬件在環（Hardware-in-the-Loop）設置在駕駛員在環仿真中集成，在實體原型出現之前就實現了真實驗證。
利用 VI-CarRealTime、VI-WorldSim 和 AutoHawk 實時平臺，在同步的 HiL–DiL 環境中將真實 ECU 和物理制動硬件連接到虛擬車輛模型。這使得工程師能夠：
??盡早驗證制動、動力系統和車輛控制邏輯
??結合客觀的系統測試與主觀駕駛員反饋
??進行安全、可重復的測試，包括極端場景
該項目展示了虛擬車輛仿真與真實硬件如何協同工作，縮短開發周期，同時提升安全性和設計決策的信心。
?? 感興趣嗎？掃描下方客服二維碼，回復【VI新案例研究】免費獲取完整案例！
關于 VI-grade
VI-grade 是全球顛覆性汽車開發解決方案提供商，致力于推動零原型車開發模式的落地。
公司以人為本的解決方案涵蓋行業領先的實時仿真軟件、專業駕駛模擬器及硬件在環解決方案，助力交通運輸行業加速產品開發。
其可擴展的駕駛模擬器產品系列覆蓋廣泛性能區間，能夠全面評估多學科駕駛體驗。這些經過實踐驗證的解決方案，幫助整車廠、供應商、研究中心、賽車團隊及高校減少物理原型車使用，同時加速創新進程，逐步實現零原型車的終極開發目標。
VI-grade 隸屬于 HBK ISV（仿真與驗證）事業部，該事業部專注于提供實時軟件、模擬器及硬件在環解決方案，支持產品開發全周期的虛擬測試，助力企業加速創新、縮短上市時間并提升競爭優勢。
VI-grade 標志及所有產品名稱均為 VI-grade GmbH 的商標或注冊商標。
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