引言
隨著汽車電子產業的不斷發展，駕駛員對車輛舒適性與安全性的要求越來越高。與主動安全相關的控制系統，如自動泊車、自適應巡航、車道偏離預警、車道保持輔助、自動緊急制動及盲區監測等應運而生。這些系統一般統稱為高級駕駛員輔助系統(Advanced Driver Assistance System, ADAS)，它們將對車輛進行不同程度的干預，而這種干預若是出現錯誤將導致難以想象的結果。因此對這些駕駛輔助系統進行全面的功能測試，避免錯誤干預的情況出現，對整車廠來說就顯得尤為重要。
就測試來說的環境無疑是進行實車測試，然而實車測試本身存在著眾多問題：
測試時間、人力、場地等成本高;
變換不同場景測試費時費力;
有人參與的情況下安全較難保證;
隨機因素多、可重復性低等。
因此，恒潤科技提出一種介于純仿真測試與實車測試之間的測試方法——實車在環測試(Vehicle in the loop)，可以幫助解決以上系列問題。通過實車在環測試可以有效減少ADAS系統的開發與集成測試時間，同時可以大幅度節約成本，減少危險事件的發生的概率。
VIL概述
VIL是指將ADAS系統集成到真實車輛中，并通過實時仿真機及仿真軟件模擬道路、交通場景以及傳感器信號，從而構成完整測試環境的方法，可實現ADAS功能驗證、各場景仿真測試、與整車相關電控系統的匹配及集成測試。
圖1 實車在環實現效果圖
圖2 實車在環系統方案
與傳統的硬件在環(HIL)測試相比VIL由于用真實車輛替代了車輛模型，從而很大程度上提高了被測控制器性能測試結果的度;與實車測試相比，由于將實現復雜且難以復現的交通場景用仿真的方式來實現，可以快速的建立各種測試工況，工況的可重復性使得ADAS算法的快速迭代開發成為可能?？傊?，VIL彌補了實車測試與HIL測試之間的鴻溝，它有如下優勢：
實現快速的場景及駕駛測試，的驗證各控制器的功能;
可以測試ADAS系統與執行系統(動力系統、制動系統、轉向系統)間的交互功能;
降低實車測試的難度和風險，減少交通事故和風險;
減少對場地，真實交通和試驗車輛的需求，可復用MIL和HIL測試的測試場景。
實車在環的關鍵技術
1、慣性測量單元
通過精準的DGPS定位，獲取車輛的位置信息，通過慣性測量單元IMU計算出車輛速度、加速度和偏航角等信息，為實時仿真系統提供車輛的運動狀態。
2、虛擬仿真環境
通過車輛動力學仿真軟件搭建一個完整的虛擬交通測試環境，包括道路、交通車輛、行人、交通環境。真實車輛置身于虛擬測試環境中完成不同的駕駛任務。
實現復雜多變的虛擬道路環境，如停車場、雙向多車道、高速公路、轉盤等。
圖 3 道路場景
實現多種多樣的交通車輛配置，如乘用車、卡車、公共交通、摩托車等多種車型，并且每一輛交通車輛執行不同的行駛任務。
圖 4 交通車輛
實現行人模擬，包括男人、女人、小孩，及其站立、走步、跑步等動作。例如模擬行人突然出現的測試場景。
圖 5 行人場景
實現逼真的虛擬環境，包含樹木、建筑物、導向標識、交通燈、交通標志等。
圖 6 虛擬環境
3、傳感器的仿真
ADAS系統用到的傳感器主要用于感知車輛周圍環境，類型包括毫米波雷達、超聲波雷達、激光雷達、攝像頭等等。傳感器仿真可以采用真實的或者虛擬的方式。其中虛擬傳感器由仿真軟件模擬，通過VIL設備將虛擬交通場景的信息傳遞給ADAS系統。
圖 7虛擬傳感器
4、實時仿真機
實時仿真機的作用是提供實時運行的仿真環境并且實現虛擬與真實信號的交互。
5、真實車輛
真實的車輛包括車輛及電控系統，運行在一個寬闊安全的平地上，對被測的駕駛輔助系統來說其實際是運行在預先設定的交通測試環境中。
圖 8 測試環境
應用案例
BMW寶馬的研發中心利用車輛在環技術，對其自動泊車系統進行了功能測試。
該過程使用了一輛測試車輛放置于空曠的場地上，通過仿真軟件搭建了一系列泊車測試場景，包含垂直停車、水平停車等典型場景。
圖 9 自動泊車系統VIL測試
結論
恒潤科技VIL測試系統，由于使用的是實際的車輛，減少了對車輛動力學模型的參數標定，使測試結果更加;其虛擬場景可以使用初算法開發以及HIL測試時的交通場景，也可以根據一些交通事故來確定測試場景，場景的切換過程較實車測試大幅簡化;在主動安全相關測試中，其虛擬的場景可以避免事故的發生，也可以節約不必要的器材損失;其可重復性很高，在大量重復的實車在環測試后可顯著降低被測系統的功能缺陷，隨之降低了原本實車場地測試和道路測試的工作量環節，提高了測試效率，降低了測試成本。
恒潤科技作為本土領先的汽車電子供應商，擁有一支龐大的經驗豐富、技術專業的咨詢團隊，累計為國內200多客戶提供了專業的技術咨詢服務，受到了客戶們的廣泛認可。在未來，恒潤科技將緊跟汽車電子行業自主創新發展趨勢，竭盡所能，為民族汽車工業的發展貢獻綿薄之力。
