多方跨界入局智能汽車,，推動(dòng)自動(dòng)駕駛快速發(fā)展,。縱觀各大車企的推進(jìn)節(jié)奏,，寶馬,、特斯拉、大眾,、福特,、一汽、上汽,、蔚來等,，均已計(jì)劃自2021年開始布局L3及以上高階自動(dòng)駕駛，L3級自動(dòng)駕駛升級的元年已經(jīng)到來,。

　　OEM,、tier 1、測試測量公司等生態(tài)圈廠商布局逐漸完善,，在EEVIA第九屆年度中國電子ICT媒體論壇暨2021產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會(huì)上,，NI資深汽車行業(yè)客戶經(jīng)理郭堉深入分析了自動(dòng)駕駛測試的挑戰(zhàn)，并解釋了NI如何憑借多年在汽車測試領(lǐng)域的積累及“一個(gè)平臺(tái)戰(zhàn)略”構(gòu)建自動(dòng)駕駛測試閉環(huán),。

　　NI資深汽車行業(yè)客戶經(jīng)理郭堉

　　自動(dòng)駕駛的發(fā)展趨勢對測試提出的四大挑戰(zhàn)

　　隨著自動(dòng)駕駛邁進(jìn)更高階等級,，自動(dòng)駕駛平臺(tái)將接替人的大腦進(jìn)行駕駛決策，對算法和AI的能力要求明顯提升,，通過不斷優(yōu)化ADAS的算法,，更好地識(shí)別目標(biāo)物，從而提升自動(dòng)駕駛汽車的安全性,。自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢不僅于此,，為應(yīng)對海量數(shù)據(jù)處理的需求，電子電氣結(jié)構(gòu)也在發(fā)生變化,，從原來的傳感器都有ECU,，到后續(xù)都用中央域控制器進(jìn)行處理。而“軟件定義汽車”理念的普及,，意味著軟件將深度參與到汽車開發(fā)驗(yàn)證中,。此外，當(dāng)前的現(xiàn)狀是,，自動(dòng)駕駛相關(guān)法規(guī)不完善,，各家廠商的場景庫也不夠完善。

　　自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)的這些趨勢對汽車測試的影響體現(xiàn)在四個(gè)方面：

　　第一,，由于被測件數(shù)量及集成度的增加,，測試復(fù)雜度隨之增加。

　　第二，隨著毫米波,、5G等新技術(shù)的不斷引入,，傳感器數(shù)量的不斷增加，對測試系統(tǒng)的開放性和靈活性有更高的要求,。

　　第三,，市場迭代加快，測試時(shí)間被壓縮,。

　　第四,，隨著整車功能的不斷完善，系統(tǒng)復(fù)雜度越來越高,，測試復(fù)雜度及成本隨之增加,，但整車價(jià)格卻不斷下降，倒逼整車廠和tier 1改變傳統(tǒng)的測試策略以達(dá)到預(yù)期的盈利目標(biāo),。

　　下圖是行業(yè)通用的汽車V字型開發(fā)流程,，郭堉分析道，越靠近右邊即產(chǎn)品階段的測試,，測試成本越高,。以前的測試策略是把更多精力投入到右邊的測試環(huán)節(jié)，但是隨著自動(dòng)駕駛等級向更高級別邁進(jìn),，隨之出現(xiàn)的軟件定義汽車,、多傳感器融合等技術(shù)提高了系統(tǒng)的復(fù)雜度，均促進(jìn)研發(fā)者改變測試策略,，更需要的是測試重心向左移,，在設(shè)計(jì)研發(fā)的初始階段比如軟件階段就需要進(jìn)行大量的測試。

　　汽車V字型開發(fā)流程

　　左邊是設(shè)計(jì)階段,，右邊是測試階段

　　monoDrive助力搭建仿真測試階梯,，為自動(dòng)駕駛測試降本增效

　　自動(dòng)駕駛測試大致可以分為三大部分：道路信息、傳感器數(shù)據(jù)采集,；數(shù)字孿生與仿真測試,；硬件在環(huán)HIL。

　　ADAS測試流程

　　（一）道路數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵在于同步

　　ADAS測試工程師需要在路測期間記錄原始傳感器數(shù)據(jù),，以驗(yàn)證傳感器功能并訓(xùn)練在ECU上運(yùn)行的自動(dòng)駕駛汽車算法,。為了保證行車安全，汽車上集成了越來越多的傳感器,，導(dǎo)致汽車上的數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)記錄量呈指數(shù)級增長，記錄這些巨量數(shù)據(jù)需要進(jìn)行精確的同步,，這樣再回放的時(shí)候才能讓ECU得到跟真實(shí)世界完全相同的數(shù)據(jù)情況,，從而便于驗(yàn)證決策的準(zhǔn)確性。

　　汽車中集成的傳感器

　　不同顏色的原點(diǎn)代表不同的傳感器,，扇形代表對應(yīng)傳感器的視角

　　郭堉表示：“提高數(shù)據(jù)記錄質(zhì)量是降低整個(gè)測試成本的關(guān)鍵抓手,，NI推出了基于PXI平臺(tái)的ADAS數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)（ADAS record system）,，PXI的機(jī)箱背板上有一條非常精確的同步總線，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)儀器間的精確同步,。NI的ADAS數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)能解決兩大問題：一是不斷增多的傳感器帶來的高帶寬要求,，二是不同傳感器之間的精確同步?！?/p>

　　NI ADAS數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)

　　（二）虛擬仿真測試成潮流,，用數(shù)字孿生重構(gòu)一個(gè)高保真度的場景

　　自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的領(lǐng)先公司W(wǎng)aymo每天要做2000萬英里的虛擬測試，至今為止,，總共做了超過150億英里的測試,，但是在真實(shí)道路上的路測只有2000萬英里。通過數(shù)據(jù)對比可以看出,，虛擬測試占比高達(dá)約99.9%,。

　　虛擬仿真測試能夠有效對危險(xiǎn)或不常見的駕駛場景進(jìn)行測試，由于本身的靈活性優(yōu)勢,，使虛擬測試在自動(dòng)駕駛技術(shù)開發(fā)中發(fā)揮著重要作用,。正如郭堉所說，仿真測試將成為自動(dòng)駕駛測試的新趨勢,。

　　數(shù)字孿生技術(shù)是建立虛擬場景庫的利器,，數(shù)字孿生指的是把真實(shí)的場景一比一的放在虛擬環(huán)境中，生成一個(gè)孿生系統(tǒng),。NI 近期收購了自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)的超高保真仿真軟件的領(lǐng)導(dǎo)者monoDrive,，利用monoDrive工具進(jìn)行數(shù)字孿生，重構(gòu)一個(gè)高保真度的場景,。monoDrive可以把真實(shí)駕駛環(huán)境中的樹葉,、欄桿、地面上的標(biāo)志圖形完整地復(fù)現(xiàn)出來,，甚至包括天氣和路面積水情況,，還原度非常高。

　　郭堉指出：“對于車輛在實(shí)際道路上錄制的所有場景數(shù)據(jù),，我們可以通過monoDrive的Real-to-Virtual技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)和孿生,。我們需要這樣一個(gè)套件，快速地創(chuàng)建駕駛場景,，這樣才可以快速地迭代ADAS的算法,。”

　　利用monoDrive工具進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)與孿生

　　（三）硬件在環(huán)HIL進(jìn)一步加持

　　硬件在環(huán)HIL仿真技術(shù)可以使用NI PXI實(shí)時(shí)控制器運(yùn)行仿真模型來模擬受控對象的運(yùn)行狀態(tài),，配合NI FPGA模塊可適應(yīng)更高動(dòng)態(tài)特性及更高精度的模型應(yīng)用需求,。NI硬件在環(huán)測試平臺(tái)具有開放的軟硬件技術(shù)架構(gòu)，可以減少工程師的開發(fā)時(shí)間、成本和風(fēng)險(xiǎn),。

　　自動(dòng)駕駛測試道路場景可總結(jié)為：純仿真的實(shí)驗(yàn),、通過錄制下來的數(shù)據(jù)進(jìn)行開環(huán)的回放、硬件在環(huán)的仿真,、道路測試,。這些都可以用基于PXI的統(tǒng)一測試平臺(tái)戰(zhàn)略來應(yīng)對，該方案的優(yōu)勢在于基于PXI總線的解決方案,，可以同時(shí)模擬不同類型的傳感器信號,，增加I/O的覆蓋范圍。NI統(tǒng)一的平臺(tái)化方案將大大提高自動(dòng)駕駛測試迭代的速度和降低升級換代成本,。