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如何創(chuàng)建適用于自動(dòng)駕駛汽車測(cè)試的真實(shí)低時(shí)延HIL環(huán)境
自動(dòng)駕駛汽車（AV）測(cè)試已經(jīng)進(jìn)入到了新的階段。越來(lái)越多的企業(yè)每年都在推出可上路行駛的全新自動(dòng)駕駛汽車，而且隨著時(shí)間的推移，測(cè)試的累積里程也在大幅增加。與此同時(shí)，自動(dòng)駕駛汽車制造商可以使用的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試工具和技術(shù)也在不斷演進(jìn)。
日益先進(jìn)的仿真技術(shù)可以幫助自動(dòng)駕駛汽車制造商在舒適的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，對(duì)真實(shí)場(chǎng)景下的激光雷達(dá)、雷達(dá)、GNSS和其它自動(dòng)駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)仿真車輛及其周圍環(huán)境，制造商和開發(fā)商能夠以快速且可重復(fù)的方式，以遠(yuǎn)低于道路測(cè)試的成本實(shí)現(xiàn)對(duì)邊緣案例的評(píng)估。
在盡可能真實(shí)的執(zhí)行過(guò)程中，HIL測(cè)試可以提供諸多優(yōu)勢(shì)。本文將著眼于HIL測(cè)試的一些直觀優(yōu)勢(shì)，并探討艾克賽普幫助您實(shí)現(xiàn)高可靠性、低時(shí)延測(cè)試環(huán)境的三種方法。
為何自動(dòng)駕駛汽車需要HIL測(cè)試？
硬件在環(huán)（HIL）測(cè)試可以提供超越現(xiàn)實(shí)道路測(cè)試的諸多優(yōu)勢(shì)。重要的是，HIL測(cè)試可以幫助您無(wú)需將HIL硬件在室外進(jìn)行測(cè)試就可以了解其在現(xiàn)實(shí)世界中的真實(shí)表現(xiàn)。
通過(guò)用實(shí)驗(yàn)室測(cè)試來(lái)替代公共道路上的測(cè)試，自動(dòng)駕駛汽車制造商可以：
加快測(cè)試進(jìn)程并降低成本 － 可以在實(shí)驗(yàn)室中以更短的時(shí)間完成數(shù)百萬(wàn)英里的測(cè)試。
規(guī)避公共場(chǎng)所自動(dòng)駕駛汽車測(cè)試方面的復(fù)雜法律和法規(guī)。
在開發(fā)進(jìn)程中的更早階段對(duì)不同的硬件和傳感器配置進(jìn)行評(píng)估。
建立可重復(fù)的測(cè)試進(jìn)程。
在任意時(shí)間點(diǎn)均可測(cè)試與天氣或時(shí)間關(guān)聯(lián)的邊緣案例。
GNSS：HIL環(huán)境中傳感器融合測(cè)試的重要組成部分
為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確且安全的導(dǎo)航，自動(dòng)駕駛汽車要用到多種傳感器及定位、導(dǎo)航和授時(shí)技術(shù)。
由于沒(méi)有任何單一的傳感器能夠在所有條件下都可靠，自動(dòng)駕駛汽車的開發(fā)人員和測(cè)試工程師需要一種開發(fā)和測(cè)試傳感器融合解決方案的方法，當(dāng)某種傳感器失效時(shí)，這些算法可以確保關(guān)鍵的安全和導(dǎo)航功能可以轉(zhuǎn)交給另外一套系統(tǒng)，例如，如果糟糕的能見度干擾了車載攝像機(jī)，雷達(dá)便可接管其功能并擔(dān)負(fù)起車輛識(shí)別的職責(zé)。
GNSS系統(tǒng)在傳感器融合中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，原因如下：
GNSS是當(dāng)前惟一可用的定位系統(tǒng) － 因此，它也是惟一可以提供連續(xù)位置數(shù)據(jù)的傳感器。
GNSS提供的是時(shí)間數(shù)據(jù) － 此類數(shù)據(jù)在自動(dòng)駕駛導(dǎo)航中扮演著至關(guān)重要的角色。
與其它自動(dòng)駕駛車輛傳感器不同的是，GNSS不受光照水平和多種惡劣天氣的影響 － 因此也就成為自動(dòng)駕駛車輛傳感器矩陣中的重要組成部分。
通過(guò)將GNSS融入HIL中，自動(dòng)駕駛汽車制造商不僅能夠測(cè)試和開發(fā)自己的傳感器融合技術(shù)，還可以定義不同傳感器協(xié)同運(yùn)作的方式。這意味著這些企業(yè)能夠以更全面*的方式，對(duì)產(chǎn)品響應(yīng)時(shí)間變化的能力進(jìn)行評(píng)估。
時(shí)延與真實(shí)性之間的平衡
HIL配置需要建立所有環(huán)境類型的模型來(lái)實(shí)現(xiàn)適用于自動(dòng)駕駛汽車的真實(shí)測(cè)試，其中還要包含車輛所融合的多種傳感器。建立模型的對(duì)象包括道路和車輛，以及傳感器天線、天氣、局部光照，甚至還有電離層，因?yàn)橹挥羞@樣才能實(shí)現(xiàn)滿足測(cè)試目標(biāo)的有代表性的模擬。
但問(wèn)題在于，當(dāng)您在仿真的復(fù)雜真實(shí)場(chǎng)景中添加額外的元素時(shí)，都需要面對(duì)增加HIL配置總體時(shí)延的風(fēng)險(xiǎn)。
在一個(gè)典型的HIL設(shè)置中，您的駕駛模擬會(huì)將車輛數(shù)據(jù)廣播到網(wǎng)絡(luò)中的所有模擬器上。接下來(lái)，GNSS模擬器會(huì)生成一個(gè)車輛在真實(shí)世界中所體驗(yàn)到的RF環(huán)境，并且將其傳導(dǎo)給接收機(jī)。此后，接收機(jī)會(huì)生成一個(gè)其與HIL平臺(tái)和/或網(wǎng)絡(luò)上其它模擬器共享的PNT解決方案。這些信號(hào)在往返發(fā)送過(guò)程中的任何時(shí)延都可能導(dǎo)致導(dǎo)航解決方案和真實(shí)車輛定位/位置之間的偏差，從而對(duì)自動(dòng)剎車和轉(zhuǎn)向等特性的性能產(chǎn)生不利影響。
例如，如果您的設(shè)置中存在100毫秒的時(shí)延，那么當(dāng)模擬車輛以120千米/小時(shí)行駛時(shí)便會(huì)產(chǎn)生3.3米的定位不確定性，這樣的測(cè)試不確定性可能導(dǎo)致車輛超出可接受的性能容限。當(dāng)您的測(cè)試硬件產(chǎn)生的時(shí)延太大時(shí)，模擬的精度便會(huì)下降，而在測(cè)試自動(dòng)駕駛車輛導(dǎo)航和定位時(shí)的作用也會(huì)大打折扣。
實(shí)現(xiàn)低時(shí)延HIL模擬的三種方法
保持低時(shí)延是您的HIL設(shè)置中實(shí)現(xiàn)高精度水平和高測(cè)試確定性的關(guān)鍵。然而，如果您希望對(duì)傳感器融合開展全面*的測(cè)試，就需要將多種信號(hào)生成器包含在環(huán)中，而這樣又可能帶來(lái)巨大的時(shí)延。
不過(guò)，這種情況也是*可以避免的。如果采用正確的硬件，您不僅可以消減此類時(shí)延，還可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、真實(shí)的測(cè)試。
艾克賽普能夠?yàn)槠囬_發(fā)商提供三項(xiàng)關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)：
1. 處理開銷極低的信號(hào)生成器
使用非信號(hào)生成器的用戶往往都會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些解決方案會(huì)在RF生成中產(chǎn)生巨大的時(shí)延。而在艾克賽普，我們提供的是用于GNSS信號(hào)生成的硬件解決方案，可以實(shí)現(xiàn)比普通替代方案更短的處理時(shí)間和更低的時(shí)延。
2. 靈活的API
您在模擬軟件中所用的API也將在降低時(shí)延方面發(fā)揮關(guān)鍵的作用。艾克賽普可以提供專為您的測(cè)試設(shè)置中的系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)通信能力。
3. 插值技術(shù)
內(nèi)插和外插技術(shù)可以幫助我們對(duì)仿真測(cè)試期間的預(yù)期時(shí)延進(jìn)行補(bǔ)償。艾克賽普可使用強(qiáng)大的處理和預(yù)測(cè)能力來(lái)實(shí)現(xiàn)零有效時(shí)延。
以上就是如何創(chuàng)建適用于自動(dòng)駕駛汽車測(cè)試的真實(shí)低時(shí)延HIL環(huán)境全部?jī)?nèi)容，如果您對(duì)自動(dòng)駕駛汽車測(cè)試有興趣，歡迎聯(lián)系長(zhǎng)沙艾克賽普儀器設(shè)備有限公司，我們的工程師將為你提供合適的測(cè)試方案。Accexp是一家專注于儀器工控設(shè)備、測(cè)試方案系統(tǒng)集成的科技企業(yè)。作為專業(yè)的儀器儀表公司及測(cè)控集成ATE提供商，多年來(lái)堅(jiān)持自主研發(fā)創(chuàng)新，結(jié)合引進(jìn)代理各大的優(yōu)質(zhì)儀器設(shè)備，致力于提供更科學(xué)智能的軟硬件測(cè)試方案。