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自動(dòng)駕駛汽車(chē)的傳感器融合測(cè)試
2018-04-20 16:21:41· 來(lái)源：美國(guó)NI
曾經(jīng)我們只在科幻小說(shuō)中看到過(guò)自動(dòng)駕駛汽車(chē)，而現(xiàn) 在，只需幾年的時(shí)間，這一設(shè)想將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。 2017年6 月，本田汽車(chē)宣布將加入許多其他主要汽車(chē)制造商的行 列，計(jì)劃在2025年之前生產(chǎn)出能夠在城市街道推行的 自主車(chē)輛。
■ 雷達(dá)、激光雷達(dá)和其他傳感器的融合大大提高了自動(dòng)駕駛汽車(chē)的功能。
■ 每種傳感器獨(dú)特的定時(shí)機(jī)制給測(cè)試中的同步帶來(lái)了挑戰(zhàn)
■ 快速發(fā)展的技術(shù)要求測(cè)試系統(tǒng)具有靈活性
曾經(jīng)我們只在科幻小說(shuō)中看到過(guò)自動(dòng)駕駛汽車(chē)，而現(xiàn) 在，只需幾年的時(shí)間，這一設(shè)想將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。 2017年6 月，本田汽車(chē)宣布將加入許多其他主要汽車(chē)制造商的行 列，計(jì)劃在2025年之前生產(chǎn)出能夠在城市街道推行的 自主車(chē)輛。其中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是傳感器融合，也就 是將眾多傳感器的數(shù)據(jù)匯總以便系統(tǒng)做出正確決策的 技術(shù)。傳感器融合的出現(xiàn)最早可追溯到阿波羅登月艙， 如今，傳感器融合就存在于我們口袋里結(jié)合了GPS、加速 度計(jì)和陀螺儀的智能手機(jī)中。
不斷變化的傳感器技術(shù)
從GPS到攝像頭、雷達(dá)再到加速度計(jì)和陀螺儀，測(cè)試系 統(tǒng)必須有能力處理視頻、CAN和RF等各種不同的I/O。 而傳感器自身的不斷變化卻加劇了這一挑戰(zhàn)。雷達(dá)傳 感器非常適合于在天氣不可知的情況下檢測(cè)障礙物， 這類(lèi)傳感器正在從24 GHz遷移到77-82 GHz，以允許 更小型的天線、更寬的帶寬和更高功率的傳輸。這可實(shí) 現(xiàn)更高的準(zhǔn)確度和物體分辨率。激光雷達(dá)是雷達(dá)的替 代傳感器之一，曾經(jīng)成本非常昂貴，而且在不佳的天氣 狀況下無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。但是現(xiàn)在，固態(tài)激光雷達(dá)的出 現(xiàn)降低了其成本。福特公司發(fā)布了一項(xiàng)最新的研究成 果，即使用激光雷達(dá)傳感器來(lái)區(qū)分雨和雪，使得激光雷 達(dá)成為一個(gè)有吸引力的選擇。
■ 每種傳感器獨(dú)特的定時(shí)機(jī)制給測(cè)試中的同步帶來(lái)了挑戰(zhàn)
■ 快速發(fā)展的技術(shù)要求測(cè)試系統(tǒng)具有靈活性
曾經(jīng)我們只在科幻小說(shuō)中看到過(guò)自動(dòng)駕駛汽車(chē)，而現(xiàn) 在，只需幾年的時(shí)間，這一設(shè)想將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。 2017年6 月，本田汽車(chē)宣布將加入許多其他主要汽車(chē)制造商的行 列，計(jì)劃在2025年之前生產(chǎn)出能夠在城市街道推行的 自主車(chē)輛。其中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是傳感器融合，也就 是將眾多傳感器的數(shù)據(jù)匯總以便系統(tǒng)做出正確決策的 技術(shù)。傳感器融合的出現(xiàn)最早可追溯到阿波羅登月艙， 如今，傳感器融合就存在于我們口袋里結(jié)合了GPS、加速 度計(jì)和陀螺儀的智能手機(jī)中。
這種融合使制造商能夠使用更低成本和功耗的傳感器，延 長(zhǎng)電池壽命，同時(shí)為消費(fèi)者提供更全面的功能。該概念的 創(chuàng)新之處在于將主動(dòng)智能算法與多種新的傳感器結(jié)合。傳 感器融合技術(shù)的全部潛力尚不可知，但是隨著我們將此概 念應(yīng)用到自動(dòng)駕駛汽車(chē)的開(kāi)發(fā)中，測(cè)試工程師必須克服兩 個(gè)主要挑戰(zhàn)：不斷變化的傳感器技術(shù)和難以實(shí)現(xiàn)的同步。
從GPS到攝像頭、雷達(dá)再到加速度計(jì)和陀螺儀，測(cè)試系 統(tǒng)必須有能力處理視頻、CAN和RF等各種不同的I/O。 而傳感器自身的不斷變化卻加劇了這一挑戰(zhàn)。雷達(dá)傳 感器非常適合于在天氣不可知的情況下檢測(cè)障礙物， 這類(lèi)傳感器正在從24 GHz遷移到77-82 GHz，以允許 更小型的天線、更寬的帶寬和更高功率的傳輸。這可實(shí) 現(xiàn)更高的準(zhǔn)確度和物體分辨率。激光雷達(dá)是雷達(dá)的替 代傳感器之一，曾經(jīng)成本非常昂貴，而且在不佳的天氣 狀況下無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。但是現(xiàn)在，固態(tài)激光雷達(dá)的出 現(xiàn)降低了其成本。福特公司發(fā)布了一項(xiàng)最新的研究成 果，即使用激光雷達(dá)傳感器來(lái)區(qū)分雨和雪，使得激光雷 達(dá)成為一個(gè)有吸引力的選擇。
難以實(shí)現(xiàn)的同步
如果數(shù)據(jù)不能正確同步，車(chē)輛便不能準(zhǔn)確識(shí)別環(huán)境，這時(shí) 安全性就會(huì)成為主要問(wèn)題。同步的挑戰(zhàn)源于傳感器自身。 由于傳感器數(shù)據(jù)本身沒(méi)有時(shí)間標(biāo)記，因此工程師們通常 使用傳感器規(guī)范（如攝像頭攝像頭幀速率）來(lái)推斷軟件的 時(shí)序，但這樣會(huì)降低準(zhǔn)確性。更糟糕的是，硬件在環(huán)（HIL） 測(cè)試工程師必須在實(shí)時(shí)運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型和攝像頭等傳感 器之間建立一個(gè)同步的連接，該傳感器可能在基于GPU 的另一個(gè)處理平臺(tái)上運(yùn)行并查看模擬的場(chǎng)景。 如果要正確測(cè)試自主駕駛算法，測(cè)試人員必須確保攝像 頭看到的圖像與模型及任何其他傳感器同步。理想的測(cè) 試系統(tǒng)為所有組件提供了一個(gè)通用的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，使傳感 器和測(cè)試數(shù)據(jù)的同步變得更加容易。
如果數(shù)據(jù)不能正確同步，車(chē)輛便不能準(zhǔn)確識(shí)別環(huán)境，這時(shí) 安全性就會(huì)成為主要問(wèn)題。同步的挑戰(zhàn)源于傳感器自身。 由于傳感器數(shù)據(jù)本身沒(méi)有時(shí)間標(biāo)記，因此工程師們通常 使用傳感器規(guī)范（如攝像頭攝像頭幀速率）來(lái)推斷軟件的 時(shí)序，但這樣會(huì)降低準(zhǔn)確性。更糟糕的是，硬件在環(huán)（HIL） 測(cè)試工程師必須在實(shí)時(shí)運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型和攝像頭等傳感 器之間建立一個(gè)同步的連接，該傳感器可能在基于GPU 的另一個(gè)處理平臺(tái)上運(yùn)行并查看模擬的場(chǎng)景。 如果要正確測(cè)試自主駕駛算法，測(cè)試人員必須確保攝像 頭看到的圖像與模型及任何其他傳感器同步。理想的測(cè) 試系統(tǒng)為所有組件提供了一個(gè)通用的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，使傳感 器和測(cè)試數(shù)據(jù)的同步變得更加容易。
備戰(zhàn)未來(lái)
現(xiàn)在，自主車(chē)輛的問(wèn)世已經(jīng)指日可待。傳感器融合是這些 智能機(jī)器成功與否的關(guān)鍵。傳感器融合技術(shù)的復(fù)雜性目 前已經(jīng)極具挑戰(zhàn)性，但這一復(fù)雜性仍在不斷加劇。為了適 應(yīng)未來(lái)的變化，測(cè)試系統(tǒng)必須模塊化，且具有足夠的靈活 性，可在需要時(shí)兼容新的I/O，同時(shí)提供可以通用的同步 時(shí)間基準(zhǔn)。一些技術(shù)已經(jīng)迫使測(cè)試工程師采取新方法，例 如汽車(chē)?yán)走_(dá)采用現(xiàn)代空中下載技術(shù)（OTA）測(cè)試而非有線 解決方案。未來(lái)，由于快速發(fā)展的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)將應(yīng)用到 驗(yàn)證測(cè)試中，測(cè)試工程師可以基于智能算法快速檢測(cè)故 障觸發(fā)模式，從而確定最有效的測(cè)試場(chǎng)景。這將允許他們 在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大的測(cè)試覆蓋范圍。 因此，可隨新技術(shù)不斷擴(kuò)展且可以處理復(fù)雜的時(shí)序 和仿真的靈活解決方案就顯得至關(guān)重要。通過(guò)采 用與尖端技術(shù)保持同步的測(cè)試系統(tǒng)，您將能夠準(zhǔn) 時(shí)生產(chǎn)出安全、智能的車(chē)輛。
現(xiàn)在，自主車(chē)輛的問(wèn)世已經(jīng)指日可待。傳感器融合是這些 智能機(jī)器成功與否的關(guān)鍵。傳感器融合技術(shù)的復(fù)雜性目 前已經(jīng)極具挑戰(zhàn)性，但這一復(fù)雜性仍在不斷加劇。為了適 應(yīng)未來(lái)的變化，測(cè)試系統(tǒng)必須模塊化，且具有足夠的靈活 性，可在需要時(shí)兼容新的I/O，同時(shí)提供可以通用的同步 時(shí)間基準(zhǔn)。一些技術(shù)已經(jīng)迫使測(cè)試工程師采取新方法，例 如汽車(chē)?yán)走_(dá)采用現(xiàn)代空中下載技術(shù)（OTA）測(cè)試而非有線 解決方案。未來(lái)，由于快速發(fā)展的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)將應(yīng)用到 驗(yàn)證測(cè)試中，測(cè)試工程師可以基于智能算法快速檢測(cè)故 障觸發(fā)模式，從而確定最有效的測(cè)試場(chǎng)景。這將允許他們 在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大的測(cè)試覆蓋范圍。 因此，可隨新技術(shù)不斷擴(kuò)展且可以處理復(fù)雜的時(shí)序 和仿真的靈活解決方案就顯得至關(guān)重要。通過(guò)采 用與尖端技術(shù)保持同步的測(cè)試系統(tǒng)，您將能夠準(zhǔn) 時(shí)生產(chǎn)出安全、智能的車(chē)輛。
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