在智能網(wǎng)聯(lián)的話題里，總是離不開V2X這個(gè)字眼，而在V2X的測(cè)試需求中又總是離不開HIL，不知你是否也經(jīng)常聽到以上這些，今天小K就抽絲剝繭，為你講解V2X HIL測(cè)試的種種。

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目錄

? 什么是V2X？

? 什么是HIL測(cè)試？

? 為什么需要C-V2X HIL測(cè)試？

? C-V2X HIL測(cè)試系統(tǒng)長(zhǎng)什么樣子？

? C-V2X HIL測(cè)試系統(tǒng)如何工作？

什么是V2X？

學(xué)一門學(xué)問(wèn)要從概念開始，V2X的概念相信大家都不陌生，這里簡(jiǎn)單說(shuō)一下，V2X是Vehicle to Everything的縮寫，直譯過(guò)來(lái)的意思是車聯(lián)萬(wàn)物，具體指的是V2V，V2I，V2P和V2N，這幾項(xiàng)可以在下方找到對(duì)應(yīng)的解釋。

V2I：指的是車輛與道路設(shè)施之間進(jìn)行通信，例如，當(dāng)汽車接近交叉路口時(shí)，信號(hào)燈可以告訴汽車交通信號(hào)會(huì)在什么時(shí)候切換。

V2N：指的是車輛與蜂窩網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)，可以提供實(shí)時(shí)交通信息，比如施工區(qū)警告，通過(guò) V2N 還可以提供 SOS 服務(wù)以及遠(yuǎn)程診斷和維修。

V2P：指的是車輛與行人和非機(jī)動(dòng)車之間進(jìn)行通信，以便在駕駛員視線受到妨礙時(shí)也能保障這些人的安全。

V2V：指的是車輛與車輛之間的通信，主要是車輛之間的短時(shí)延通信，避免車輛碰撞等安全性問(wèn)題。

那這項(xiàng)技術(shù)是做什么用的呢？舉個(gè)例子，當(dāng)司機(jī)在開車時(shí)，需要手、眼、耳并用，隨時(shí)注意車身附近的情況，那么我們知道為了實(shí)現(xiàn)高級(jí)輔助駕駛功能，車本身要逐漸代替駕駛員的作用，所以車本身也應(yīng)該清楚它本身附近的情況，所以傳感器技術(shù)正像是汽車本身的“眼睛”和“耳朵”，眼觀六路，耳聽八方，但這些就足夠了嗎？

傳感器本身都是有視野范圍的局限性，那些它們看不到的死角，或者是道路上有遮擋物又該怎么辦呢？這時(shí)就該V2X發(fā)揮作用了，通過(guò)V2X技術(shù)，車輛得以發(fā)送和接收到其他車輛、道路等參照物的通信信號(hào)，得知那些視野范圍外的路況信息，從而通知車輛本身，避免事故的發(fā)生。

關(guān)于V2X，此前我們還寫過(guò)一篇更詳細(xì)的文章，包括它的發(fā)展、競(jìng)爭(zhēng)與優(yōu)勢(shì)，詳細(xì)可參照：關(guān)于C-V2X的那些事！

什么是HIL？

說(shuō)完了V2X，我們?cè)賮?lái)說(shuō)說(shuō)HIL，HIL全程Hardware-in-the-loop，中文翻譯過(guò)來(lái)叫硬件在環(huán)。還有幾個(gè)和它名字很像的“兄弟”，MIL，SIL和PIL，相信搞工程的同學(xué)們對(duì)此都不陌生，所以這里不詳細(xì)解釋每個(gè)詞的含義，簡(jiǎn)單來(lái)講，MIL和SIL只是在軟件層面（模型和代碼）進(jìn)行測(cè)試，PIL在前兩者的基礎(chǔ)上引入了更貼近現(xiàn)實(shí)的編譯環(huán)境，而HIL測(cè)試則是在前面的基礎(chǔ)上引入真實(shí)的待測(cè)物進(jìn)行測(cè)試。

那么為什么需要HIL測(cè)試呢？由于汽車本身的零部件繁雜，很多系統(tǒng)硬件和軟件也是在并行開發(fā)，HIL測(cè)試可以有效地對(duì)單個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，避免集成后出現(xiàn)嚴(yán)重的bug，同時(shí)對(duì)于一些危險(xiǎn)性比較高或者是極端的情況，也可以使用HIL來(lái)進(jìn)行測(cè)試。在后續(xù)的文章中，我們也會(huì)為大家以V2X HIL系統(tǒng)為例，讓大家了解HIL測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)。

為什么需要C-V2X HIL測(cè)試？

前面我們說(shuō)過(guò)V2X的本質(zhì)在于通信，在V2X測(cè)試中，測(cè)試的對(duì)象往往是OBU/RSU（車載單元/路側(cè)單元），負(fù)責(zé)收發(fā)信號(hào)，怎樣測(cè)試它是否符合標(biāo)準(zhǔn)呢？

當(dāng)然是車上帶著它在測(cè)試路段走一圈，針對(duì)不同場(chǎng)景來(lái)看看數(shù)據(jù)，但這說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)際上非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力，搭建真實(shí)場(chǎng)景不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，重復(fù)測(cè)試和極端情況測(cè)試也很難，安全性無(wú)法保證，測(cè)試周期長(zhǎng)，效率也很低。所以在真正的路測(cè)之前，先進(jìn)行HIL測(cè)試，安全，準(zhǔn)確可重復(fù)地對(duì)OBU/RSU測(cè)試就很有必要。下面我們就來(lái)看一下，如何來(lái)進(jìn)行V2X HIL測(cè)試吧。

C-V2X HIL測(cè)試系統(tǒng)長(zhǎng)什么樣子？

首先我們來(lái)看一下整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)。下圖是由是德和懌星共同搭建的C-V2X HIL測(cè)試系統(tǒng)的方案架構(gòu)，我們以此圖為例，讓大家來(lái)看看V2X HIL測(cè)試包含哪些部分，該方案的DUT為OBU，所以在下方的文案中，我們也從OBU的角度進(jìn)行解釋。

紅色部分：紅色部分是場(chǎng)景仿真軟件，前面我們講過(guò)，在路測(cè)之前，無(wú)法把OBU/RSU帶到真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，所以為了解決這一難題，通常使用場(chǎng)景仿真軟件來(lái)代替真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試，常用的場(chǎng)景仿真平臺(tái)如圖中的PreScan，VTD和CarMaker等等。

典型的場(chǎng)景包括FCW（前向碰撞預(yù)警場(chǎng)景），DNPW（逆向超車提醒場(chǎng)景），LTA/ICW（左轉(zhuǎn)和交叉路口盲區(qū)提醒場(chǎng)景）等等，還有一些典型場(chǎng)景可以參考中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布的T/CSAE 53-2017標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然有時(shí)也有用戶自定義的一些場(chǎng)景，圖中所示的這套系統(tǒng)也可以進(jìn)行支持。

CSAE第一期V2X場(chǎng)景

（圖片來(lái)源于中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) T/CSAE 53-2017）

從場(chǎng)景中獲取的數(shù)據(jù)有三類：

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RV/RSU數(shù)據(jù)：遠(yuǎn)車，路側(cè)單元數(shù)據(jù)

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HV CAN/ETH數(shù)據(jù)：主車運(yùn)動(dòng)消息

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HV GNSS數(shù)據(jù)：GNSS定位和授時(shí)信號(hào)

下面就這三類數(shù)據(jù)各自的部分進(jìn)行架構(gòu)的講解：

RV/RSU數(shù)據(jù)傳輸包括：

RV Simulator/RSU simulator：此部分主要是ITS協(xié)議棧，它會(huì)負(fù)責(zé)接收?qǐng)鼍爸械腞V（Remote Vehicle即場(chǎng)景中仿真的遠(yuǎn)車）以及RSU出數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)換成報(bào)文的形式，為傳遞給物理層做準(zhǔn)備，常見的報(bào)文包括BSM，SPAT，MAP，RSI等等。

注：關(guān)于V2X測(cè)試還有另外的一種測(cè)試涉及到ITS協(xié)議棧，名為一致性測(cè)試，是德科技在以往也發(fā)布過(guò)相關(guān)測(cè)試方案，本文篇幅有限不再詳述，有興趣的可以參考：是德科技聯(lián)合中國(guó)信通院和東軟集團(tuán)成功完成C-V2X協(xié)議一致性測(cè)試

Keysight C-V2X軟件和Keysight E7515B硬件：即是德科技的C-V2X測(cè)試平臺(tái)，在此系統(tǒng)中用于射頻信號(hào)測(cè)試，支持物理層的測(cè)試，E7515B單表是可以支持4G，5G信號(hào)的測(cè)試，在此系統(tǒng)中主要用于V2X的測(cè)試，在接收來(lái)自ITS協(xié)議棧的報(bào)文后，會(huì)通過(guò)PC5將信號(hào)傳輸?shù)紻UT。

HV CAN/ETH數(shù)據(jù)傳輸包括：

CAN卡/以太網(wǎng)卡：接收來(lái)自仿真場(chǎng)景中的車身運(yùn)動(dòng)信息，完成數(shù)據(jù)處理之后，發(fā)送給OBU。

HV GNSS數(shù)據(jù)傳輸包括：

GNSS模擬器平臺(tái)：在此系統(tǒng)中使用的是GSG設(shè)備，負(fù)責(zé)接收來(lái)自場(chǎng)景中的仿真的GNSS信號(hào)作為自身的動(dòng)態(tài)輸入，在HIL系統(tǒng)中需要它來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)更新，GNSS模擬器在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中與E7515B進(jìn)行物理連接，完成時(shí)間的同步，然后發(fā)送射頻信號(hào)給OBU，再完成與OBU的時(shí)間同步。

了解了圖上的系統(tǒng)架構(gòu)以及基本概念之后，讓我們來(lái)看一下實(shí)際的測(cè)試系統(tǒng)長(zhǎng)什么樣子？

簡(jiǎn)要概括一下這套C-V2X HIL測(cè)試系統(tǒng)的特點(diǎn)：

整套系統(tǒng)由是德科技無(wú)線綜測(cè)儀，GNSS模擬器和V2X場(chǎng)景仿真平臺(tái)以及協(xié)議棧組成。

從物理層來(lái)講，是德科技的UXM支持4G，5G和C-V2X的測(cè)試，在該系統(tǒng)中充當(dāng)射頻和接入層測(cè)試的主要設(shè)備，硬件計(jì)算資源強(qiáng)大，對(duì)于上層復(fù)雜場(chǎng)景如擁塞，多目標(biāo)等都能輕松支持；接口開放，支持市面上成熟的C-V2X協(xié)議棧，滿足協(xié)議一致性測(cè)試需求。

從上層來(lái)講，整套系統(tǒng)支持各類成熟的商用仿真平臺(tái)，同時(shí)可以仿真CSAE標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景和自定義場(chǎng)景；協(xié)議棧方面，支持國(guó)標(biāo)各類報(bào)文，以及集成了可支持安全策略的擴(kuò)展接口。