方案概述
近年來，隨著智能駕駛功能和V2X技術的不斷發展，消費者對汽車智能駕駛功能的體驗及安全要求越來越高。由于整車開發和驗證周期比較長，實驗室環境的VIL系統變得越來越重要。本系統帶有針對不同測試場景的多個測試模塊，最常見的是道路負荷模擬，用來模擬道路負荷，并探究此時的駕駛員反饋情況。本系統可以提供多種仿真場景、減少了對硬件原型的依賴，通過自動化測試提高效率，縮短了產品開發流程。
系統構成
本測試系統包括道路模擬平臺（主要包含Rototest軸耦合式底盤測功機），實時系統（實時機系統上位機、信號調理系統、故障注入系統），仿真平臺（場景仿真軟件DYNA4、車輛動力學軟件傳），傳感器與激勵系統（毫米波雷達回波模擬器、視頻注入系統、視頻暗箱、激光雷達注入、超聲波雷達注入、GNSS模擬器和V2X總線仿真開發），視景硬件系統（圖像渲染工作站、圖像融合、視圖處理模塊、激光投影系統和投影環幕系統），試驗室輔助設備（空調通風系統、迎面風系統、尾氣抽取系統、點冷系統、冷卻液恒溫系統、聲學處理系統、監控系統和可移動舉升機），系統集成開發服務。
▲圖1 VIL系統結構圖
主要設備介紹
1.Rototest測功機
本方案配置1套Rototest測功機臺架系統，主要用于智能駕駛和V2X場景下，模擬提供給車輛實際的道路阻力，對被測車輛的智能駕駛控制器的控制策略進行驗證研究。Rototest測功機系統主要包括：測功機單元、主電源柜、控制柜（測功機控制單元）、道路負荷模擬器和連接附件。Rototest測功機系統可以支持兩驅或者四驅車輛測試，Rototest測功機和被測車輛的車輪直接轉轂耦合連接。
Rototest測功機采用最新的工業電氣和控制設備，具有無與倫比的性能價格比。Rototest戰略合作伙伴ABB通過全球網絡，提供電氣設備（電動機，驅動系統等），并支持電氣內部安裝。
▲圖2 Rototest四驅測功機
Rototest測功機主要參數如下：
1）四驅系統技術指標：
﹒功率：持續920kW，瞬時1220kW；
﹒扭矩：持續5860Nm，瞬時12800Nm；
﹒支持整車待載狀態下轉向測試，車輪轉向達左右45度；
﹒最大軸負載：3500kg；
﹒轉速(最大輪轂速度)：最高3500rpm；
﹒車速：最高時速365km/h；
﹒工作溫度范圍：-40℃到+60℃；
﹒NVH模型-噪聲級別：小于45分貝(A)；
﹒轉矩精度：<0.1Nm；
﹒轉速精度：小于0.025%；
﹒測試重復性誤差：＜0.05%；
2）系統安裝和電氣要求
﹒系統安裝方式：無需土建，整體安裝便捷，可移動；
﹒測功機單元通過軸耦合方式和車輪內輪轂連接，一個人操縱即可完；
﹒前置冷卻風扇用于車輛散熱；
﹒電氣要求
SCU(控制單元)：單相，240VAC（8A）或120VAC（16A）；
交流驅動器/電動機：四個電動機，三相+N + PE，380-500VAC，50 / 60Hz，2×380A（最大2×490A）和2×200A（最大2×260A）。
2.DYNA4場景仿真軟件
本方案使用DYNA4場景仿真軟件，可提供虛擬仿真場景和車輛動力學模型。DYNA4仿真軟件通過以太網和主控系統連接；DYNA4提供仿真場景給主控系統，主控系統通過CAN網絡將仿真場景的信號提供給車輛；DYNA4提供場景里面各種物體的目標位置，通過硬件以太網（UDP協議）和主控系統進行數據交互。
DYNA4場景軟件支持道路、基礎設施及交通等環境的 3D 環境模擬功能等；支持極限工況下的安全測試，包含如碰撞場景或弱勢道路參與者的環境仿真等；有效的自動駕駛仿真測試，具有數千次參數可變的自動駕駛試驗測試經驗；可獨立設定且可復用的多環境因素，雨天、下雪、大霧、風等環境模擬；支持 環境，傳感器，3D 可視化;支持駕駛員輔助系統和自動駕駛：環境感知（車道檢測）、舒適性功能（ACC）、安全系統（AEB、FCW）、聯網協同駕駛（Car2x）。
▲圖3 DYNA4 場景仿真軟件
系統優勢
本VIL系統架構設計基于東方中科多年的汽車系統集成測試經驗，結合行業領先的測試設備和技術，使該試驗臺架搭建完成后具備技術上的先進性和很好的擴展性；整車仿真系統作為整個試驗臺架的主控系統，軟硬件均采用模塊化設計，通訊和I/O接口都有預留，后續可以很方便的進行系統擴展及升級，比如控制增加的其他測試設備等。
本系統的主要特點如下：
﹒先進性：系統要求高起點、高安全性、高可靠性，兼顧國內外市場需要，具備升級能力，使該系統在相當長的時間內仍能夠保持先進地位；
﹒協調性：通過整車仿真系統實現所有測試設備的統一協調管理，便于測試方案實施和數據的統一管理；
﹒智能性：可進行智能駕駛和V2X場景下相應控制器邏輯功能的驗證；
﹒靈活性：系統具有充分的可靠性、靈活性及擴展性。不僅能滿足后續功能擴展的需求，同時盡可能考慮到法規和行業規范不斷提高的要求與變化；
﹒平臺化：系統測試設備和開發工具充分考慮平臺化的要求，采用模塊化設計，方便擴展和移植。
﹒系統結構完整，為交鑰匙工程，提供相關工程服務；
﹒可實現自動化測試、并生成測試報告，重復性強；
﹒系統中軟硬件設備采用模塊化設計，集成度高、擴展性好，便于維修及更換。
