近年來，隨著智能駕駛功能和V2X技術(shù)的不斷發(fā)展，消費者對汽車智能駕駛功能的體驗及安全要求越來越高。由于整車開發(fā)和驗證周期比較長，實驗室環(huán)境的ViL系統(tǒng)變得越來越重要。對測試來說最精確的環(huán)境無疑是進(jìn)行實車測試，而實車測試存在測試時間、人力、場地等成本高、變換不同場景費時費力、有人參與情況下安全難保證、隨機因素多可重復(fù)性低等問題。通過實車在環(huán)測試可以節(jié)省80%左右的時間，同時可以大幅度節(jié)約成本，減少危險事件的發(fā)生概率。

ViL是什么？

實車在環(huán)ViL（Vehicle in Loop ）是指通過實時仿真機模擬道路、交通場景和傳感器環(huán)境，并將真實的車輛置于其中測試的方法，由此可實現(xiàn)功能驗證、各場景仿真測試、整車電控系統(tǒng)的匹配及聯(lián)合運行驗證。

東方中科的新能源汽車ViL實車在環(huán)測試系統(tǒng)可以提供多種仿真場景、減少對真實測試環(huán)境的依賴，通過自動化測試提高效率，縮短整車產(chǎn)品開發(fā)周期。

一、方案介紹

本方案的ViL系統(tǒng)主要包括主控系統(tǒng)（NI PXI平臺、信號調(diào)理模塊）、道路模擬平臺（測功機、道路負(fù)荷模擬器）、仿真平臺（仿真平臺工作站、場景仿真軟件）、傳感器與激勵系統(tǒng)（毫米波雷達(dá)仿真、視頻注入系統(tǒng)、激光雷達(dá)仿真、超聲波雷達(dá)仿真、V2X總線仿真開發(fā)、GNSS模擬器）、視景硬件系統(tǒng)（圖像工作站、投影屏幕）、軟件系統(tǒng)（自動測試軟件、射頻測試軟件、試驗管理軟件、車輛動力學(xué)模型）等。本方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

▲圖1  ViL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

本方案中道路模擬平臺主要包括：測功機、主電源柜MPU、帶UPS的控制柜SCU、道路負(fù)荷模擬器和測控軟件。測功機是一個最高四象限發(fā)動機/發(fā)電機測功機，可支持安裝到每個驅(qū)動輪。測功機可移動，方便安裝，可讓客戶花費更少的時間和資源去進(jìn)行整車測試。

本方案使用仿真軟件，可模擬危險情況下的駕駛，減少對硬件原型的依賴，通過自動化測試提高效率，縮短了產(chǎn)品開發(fā)時間。仿真軟件通過以太網(wǎng)和主控系統(tǒng)連接，并提供仿真場景、以及仿真場景里面的車輛模型給主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)通過CAN網(wǎng)絡(luò)將仿真場景的信號提供給車輛；仿真軟件提供場景里面各種物體的目標(biāo)位置，通過硬件以太網(wǎng)（UDP協(xié)議）和主控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

▲圖2  虛擬仿真場景

傳感器與激勵系統(tǒng)主要包括雷達(dá)仿真注入、V2X和GNSS測試方案。V2X測試方案的主要組件有：

·5G 無線測試平臺：具備 20 個調(diào)度器可供設(shè)置，支持多達(dá) 300 個車輛或交通 設(shè)施節(jié)點的PC5信號仿真，覆蓋到接入層（PHY，MAC，PDCP，RLC）；

·射頻矢量信號發(fā)生器：輸出 GNSS 信號，用于被測 OBU/ECU 和仿真車輛之間的數(shù)據(jù)同步和導(dǎo)航，支持 GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou 等多種制式；

·實時系統(tǒng)：提供CAN、車載電源模擬，數(shù)字模擬信號仿真及監(jiān)控，同時提供車輛虛 擬ECU的模型仿真；

·測試應(yīng)用軟件：提供ITS協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層協(xié)議仿真；

·GNSS仿真測試方案：射頻矢量信號發(fā)生器配合射頻測試軟件來實現(xiàn) GNSS 信號的仿真及測試功能，主要的仿真及測試內(nèi)容如下：

·規(guī)劃路徑連續(xù)仿真；

·衛(wèi)星信號質(zhì)量仿真；

·精確定位信號仿真。

二、應(yīng)用軟件介紹

本方案應(yīng)用軟件可根據(jù)客戶需求定制，實現(xiàn)試驗管理、故障注入、手動操作等功能。

▲圖3  軟件界面

三、系統(tǒng)優(yōu)勢

·實現(xiàn)快速場景及駕駛測試，高效驗證各控制器的功能；

·降低實車測試的難度和風(fēng)險，減少交通事故；

·減少對場地，真實交通和試驗車輛的要求，可復(fù)用MIL和HIL測試場景；

·高效驗證智能駕駛功能；

·節(jié)約測試成本，增強測試的復(fù)現(xiàn)性。