本文作者

JIAXU MENG 中國汽車技術(shù)研究中心，智能汽車數(shù)據(jù)部研發(fā)工程師

QIJIA SUN 智能汽車數(shù)據(jù)部研發(fā)工程師

YINDONG WANG 智能汽車數(shù)據(jù)部研發(fā)工程師

QINGXIA LI 智能汽車技術(shù)部研發(fā)工程師

HUIYU XIE 智能汽車數(shù)據(jù)部高級主管

SHUAI ZHAO 智能汽車事業(yè)部總監(jiān)

PENGCHAO ZHAO 智能汽車數(shù)據(jù)部副總監(jiān)

CHAO CHEN 智能汽車技術(shù)部高級主管

QIANG WANG 智能汽車數(shù)據(jù)部研發(fā)工程師

SHUO CHEN 智能汽車數(shù)據(jù)部研發(fā)總監(jiān)工程師

YonGWANG SHEN BD智能汽車事業(yè)部市場營銷經(jīng)理

智能網(wǎng)聯(lián)汽車(ICV)作為汽車行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向，正處于商業(yè)化初期階段，技術(shù)正在快速演變，產(chǎn)業(yè)布局不斷加速。該行業(yè)當(dāng)前機遇、風(fēng)險和挑戰(zhàn)并存，亟需標(biāo)準化的管理措施。目前，我國發(fā)布了《關(guān)于加強智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理的意見》，提出了加強數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)安全管理、規(guī)范在線軟件升級、強化產(chǎn)品管理和保障措施等11條要求。業(yè)界已就使用多支柱認證方法來測試和評估自動駕駛以支持產(chǎn)品審批管理達成共識。鑒于自動駕駛系統(tǒng)(ADS)和功能驗證的復(fù)雜性，仿真測試和驗證已成為產(chǎn)品審批管理流程中不可或缺的一部分。

各企業(yè)正在積極構(gòu)建智能駕駛領(lǐng)域的“數(shù)據(jù)閉環(huán)”平臺。這意味著數(shù)據(jù)將用于指導(dǎo)業(yè)務(wù)和實踐，而迭代優(yōu)化是在閉環(huán)中執(zhí)行的。這個過程催生了對數(shù)據(jù)處理工具、場景管理平臺以及仿真和再現(xiàn)等的應(yīng)用需求。中國汽車數(shù)據(jù)中心(ADC)還打造了全面的ICV仿真和驗證解決方案，覆蓋從數(shù)據(jù)采集和場景數(shù)據(jù)庫構(gòu)建到仿真測試和驗證等各個方面。

在數(shù)據(jù)采集方面，ADC擁有完善的數(shù)據(jù)采集與處理流程，在數(shù)據(jù)采集汽車改裝、傳感器安裝設(shè)計、汽車多傳感器校準以及數(shù)據(jù)采集與管理等領(lǐng)域擁有豐富的經(jīng)驗。ADC建立了通用傳感器開發(fā)接口的模型系統(tǒng)，可確保便捷的傳感器系統(tǒng)集成和擴展，為開發(fā)可復(fù)用的傳感器接口和數(shù)據(jù)采集服務(wù)奠定了基礎(chǔ)。ADC還開發(fā)了用于多傳感器異構(gòu)數(shù)據(jù)的高效解析和集成處理技術(shù)，可過濾掉傳感器之間的冗余和無效信息，降低軟件處理負載，從而保證數(shù)據(jù)準確性，形成高效、輕量化的數(shù)據(jù)采集平臺。

ADC的標(biāo)準數(shù)據(jù)采集平臺建立在采集軟件、硬件系統(tǒng)和汽車特性之上。該平臺的標(biāo)配是一個智能相機；前、后、左前、右前、左后、右后、駕駛室七個高清相機；1個高分辨率毫米波雷達；一個低線程/高線程激光雷達地面實況系統(tǒng)；高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)；以及天氣監(jiān)測設(shè)備。該平臺可以根據(jù)實際需求進行定制（圖01）。采集硬件獲取不同類型的信號。采集軟件對傳感器接收到的信號進行處理和存儲，并通過專門的數(shù)據(jù)清理平臺對數(shù)據(jù)進行清理、去噪和脫敏。此外，ADC開發(fā)的場景數(shù)據(jù)處理軟件NdsCleaner可對不同采集平臺采集的數(shù)據(jù)進行歸一化處理，將場景數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換為ROS和ASEva，對不同的數(shù)據(jù)源使用相同的頻率，并對場景數(shù)據(jù)進行篩選。采集平臺處理的數(shù)據(jù)可用于構(gòu)建自動駕駛場景數(shù)據(jù)庫、分析駕駛行為、設(shè)計測試目標(biāo)和驗證規(guī)則、對傳感器性能進行基準測試和評估，以及標(biāo)記ICV環(huán)境感知數(shù)據(jù)。

圖01 采集平臺配置解決方案

在場景數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面，ADC基于在駕駛場景領(lǐng)域的多年運營和探索，開發(fā)了成熟的場景工具鏈、場景數(shù)據(jù)庫和仿真測試應(yīng)用系統(tǒng)。駕駛場景工具鏈集成了六大模塊：場景數(shù)據(jù)采集平臺、場景數(shù)據(jù)分析平臺、場景數(shù)據(jù)標(biāo)記平臺、數(shù)據(jù)分析平臺、場景轉(zhuǎn)換工具和場景大數(shù)據(jù)管理平臺。其功能包括數(shù)據(jù)收集、處理、標(biāo)記、管理和應(yīng)用。根據(jù)不同的需求，ADC構(gòu)建了兩個場景數(shù)據(jù)庫：典型場景數(shù)據(jù)庫和連續(xù)場景數(shù)據(jù)庫。所有數(shù)據(jù)由管理平臺統(tǒng)一管理。場景數(shù)據(jù)庫中的場景可以作為仿真測試用例的主要來源，并為這些用例提供測試內(nèi)容。借助先進的仿真軟件和設(shè)備，用戶可以執(zhí)行模型在環(huán)(MIL)、硬件在環(huán)(HIL)、駕駛員在環(huán)(DIL)、車輛在環(huán)(VIL)及其他仿真測試。ADC根據(jù)自動駕駛開發(fā)流程和數(shù)據(jù)需求，在V-cycle開發(fā)過程中，基于自然駕駛數(shù)據(jù)構(gòu)建框架和相關(guān)工具來建立場景數(shù)據(jù)庫，在ICV開發(fā)和測試領(lǐng)域進行基于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并建立團隊所需的能力。

仿真測試和驗證是產(chǎn)品審批管理中不可或缺的部分。仿真測試平臺的實時性能、建模和仿真能力、數(shù)據(jù)可追溯性會影響仿真工具鏈的可信度。因此，在構(gòu)建仿真平臺時必須滿足各種嚴苛的要求。ADC基于NI產(chǎn)品構(gòu)建了完善的智能駕駛HIL仿真驗證平臺，包括軟件平臺、硬件平臺和仿真建模。整個開發(fā)過程涉及傳感器和動力學(xué)建模、仿真設(shè)備開發(fā)和平臺集成調(diào)試。NI VeriStand軟件具有很強的適應(yīng)性，可以開發(fā)與工具鏈中其他平臺兼容的數(shù)據(jù)通信接口，形成一個由集成場景仿真軟件、動力學(xué)模型和測試管理軟件傳感器模型組成的閉環(huán)數(shù)據(jù)平臺。NI硬件提供各種實時處理器和I/O模塊。它們基于開放的行業(yè)標(biāo)準，確?？蛻魧⒆钚碌腜C技術(shù)應(yīng)用于HIL測試。借助強大的多核處理器、FPGA和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，NI PXI硬件可擴大測量范圍，提高測試性能。部分NI PXI產(chǎn)品還提供業(yè)界卓越的頻率和精度規(guī)格。NI硬件系統(tǒng)的高采樣率、高分辨率、實時系統(tǒng)能力等特性確保了仿真工具鏈的出色數(shù)據(jù)精度和質(zhì)量。

此外，ADC還提供基于NI產(chǎn)品的車聯(lián)網(wǎng)(V2X)仿真測試系統(tǒng)（見圖02）。仿真系統(tǒng)底層構(gòu)成了基于NI RF收發(fā)儀的RF環(huán)境仿真功能。PXIe-5841 PXI矢量信號收發(fā)儀可實現(xiàn)GNSS信號仿真，USRP-2954R USRP軟件無線電設(shè)備負責(zé)控制V2X通信信號的發(fā)送和接收。3D交通場景仿真則提供了虛擬交通場景測試用例，以實時展示3D測試場景信息和測試用例狀態(tài)。場景生成的數(shù)據(jù)會實時傳輸?shù)接布?，動態(tài)生成V2X信號、GNSS信號和CAN信號。待測設(shè)備(DUT)的V2X車載單元根據(jù)自身信息（CAN信號）、V2X信息和GPS信息提供反饋和預(yù)警，以完善HIL測試。

圖02 V2X仿真測試平臺

在ADC的行業(yè)合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)中，其還為中國的許多汽車制造商打造了全面的ICV仿真解決方案，覆蓋從數(shù)據(jù)采集和場景數(shù)據(jù)庫構(gòu)建到仿真和驗證等各個方面。作為一家主流汽車制造商，ADC提供了海量的駕駛數(shù)據(jù)和豐富的駕駛場景數(shù)據(jù)庫，建立了龐大的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，并構(gòu)建了完善的HIL仿真測試平臺（見圖03）。測試平臺包含VTD場景仿真軟件、CarSim車輛動力學(xué)軟件、VeriStand驗證管理軟件、ECU-TEST自動化測試軟件、HIL機柜、實時處理器、視頻注入模塊以及超聲仿真硬件。借助該測試平臺，汽車制造商可以進行仿真、驗證和自動化測試，完成從數(shù)據(jù)采集到仿真和驗證的整個ICV仿真和驗證過程。

圖03 智能駕駛HIL仿真和驗證平臺

未來，ADC將繼續(xù)基于海量數(shù)據(jù)資源和場景仿真，構(gòu)建全棧在環(huán)仿真工具鏈。在構(gòu)建先進的自動駕駛汽車仿真平臺和工程驗證服務(wù)方面，ADC將與NI合作，為眾多智能汽車制造商和研究機構(gòu)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，并快速部署解決方案來應(yīng)對高級自動駕駛法規(guī)要求和實驗室能力構(gòu)建需求。