天天看热讯：自动驾驶虚拟仿真有多重要？

2022-10-25 16:47:19来源：C-ASAM

在汽车研发的过程中，为什么如此需要虚拟仿真验证？在自动驾驶功能即将实现量产的当下，自动驾驶虚拟仿真又将扮演什么样的角色？让我们一起来研究

(资料图片)

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01虚拟仿真在当今汽车开发中的作用

在过去二十年中，车辆系统的复杂性越来越高，驾驶辅助系统的应用越来越普遍。通过为车辆增加更多传感器，并提升计算能力，可以实现更多的辅助功能。经过多年发展，高级驾驶辅助系统（ADAS）已部署到消费者市场，并且逐步从“选配”走向“标配”，其主要推动力是各个国家针对自动驾驶功能的测试评价规程，如车辆评价新规程（NCAP）、美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的五星级要求等。

随着自动驾驶（AD）系统已经的发展与不断普及，预计在未来几年将有巨大的增长潜力。

这些系统的开发和验证需要完成大量测试，测试里程数达亿级英里，以确保覆盖到系统必须应对的各种情况和场景。因此，开发流程不能仅依靠物理测试，这涉及到多个原因：

第一，在功能开发之初，尚未存在目标软件运行的目标硬件，因为目标硬件正处于并行开发阶段。从一开始，虚拟仿真就在软件功能开发和验证过程中起着重要作用。

第二，在开发早期阶段，虚拟仿真可以用来测试软件，尽早检测出一些漏洞和缺失功能，并反馈至开发人员。

第三，在为受试目标系统提供刺激方面，随着虚拟仿真的真实性持续增加，模拟的作用也逐渐变得更为重要

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在与表征ADAS或自动驾驶系统的虚拟模型（MiL，模型在环）或软件容器（SiL，软件在环）作对比时，可采用虚拟仿真测试的方案。在进一步开发过程中，利用模拟与最终产品的实体物理部件、单个ECU或ECU集合（HiL，硬件在环）完成交互。汽车的这些物理要素将在目标硬件上运行软件。如果ECU集合和软件能够结合表征车辆神经系统（ViL/DiL/试验场），那么虚拟仿真可以实现与真实系统系统的交互。

02虚拟仿真测试 VS 实车测试

自动驾驶汽车测试的对象包括软件算法、部件、系统以及整车，具体到不同系统还包括环境感知系统、决策规划系统和控制执行系统等。

测试方法可以在受控程度不同的各级测试环境内实施，包括软件在环（Software-in-the-loop，SIL)、硬件在环（Hardware-in-the-loop，HIL)、实车在环（Vehicle-in-the-loop，VIL）等基于虚拟技术的测试环境，以及受控封闭场地、公共道路等真实测试环境。

在ADAS和自动驾驶系统的开发和验证中，虚拟测试是物理测试的重要补充。

在不使用任何被测物理设备（DuT）的情况下，SiL和MiL测试能够实现测试和验证，其主要优势如下：加快了测试流程，并节省了成本。

在虚拟仿真测试中，一秒相当于现实世界的20秒左右。这意味着可以执行更多的测试用例，并且能够针对所需的全部场景完成系统确认。

不同的测试类型

实车测试的优势主要为：

具有无可比拟的真实性，验证结果最为可信

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但是为了实现这样的真实性，实车测试面临以下限制和挑战：

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需要配备测试驾驶员（安全与接管）

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需要具备完整功能的测试车辆