道路交通中的危险情况纷繁复杂。为了让新一代车辆尽量应对各种可能的情况,需要细致调整测试场景,尽量逼真,从而提供高度有效的测试场景。

真实传感器仿真至关重要

先进驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶(AD)领域的创新应用是基于各个车载传感器信号的。它们会处理这些信号,在某些情况下,会积极干预驾驶过程。这些功能日益复杂,技术要求也越来越高,例如只有先进的传感器技术才能满足这些要求。

因此,如果没有传感器真实仿真,ADAS和AD领域目前的进展是无法企及的。传感器真实仿真能够精确仿真车辆传感器和环境,例如不同的天气或光照条件,继而向测试人员清楚展示环境和交通场景是否正确地被捕捉和被评估。这样一来,就可以使用完全可重现的相关测试场景,在真实的条件下测试和验证ECU。

AURELION衔接SIL和HIL测试

在AURELION中,dSPACE开发了一个工具,可以同时为用户带来多项优势:

  • 以任意速度执行软件在环(SIL)测试,同时在精确的实时条件下执行硬件在环(HIL)测试。AURELION对这两个用例一视同仁,例如在SIL环境中开始预开发,随后在HIL测试中无缝使用包含所有仿真工件的仿真模型。
  • 通过利用多处理器服务器或云端扩展处理能力,可以并行执行测试,从而在可管理的时间内执行由参数研究生成的大量测试用例及其变体。这对于自动驾驶功能的开发至关重要,因为这些功能需要用包含安全相关场景的无数测试公里验证。
  • 然而,真实的合成传感器数据是开发和验证仿真的基础。无论是激光雷达、雷达还是摄像头传感器,虚拟传感器仿真越准确地仿真真实的对应物,结果就越有效。因此,dSPACE与世界各地的知名传感器制造商长期合作,在保证知识产权的同时以便在仿真中再现其传感器模型。
  • 此外,由于与各方密切合作,dSPACE拥有在传感器级别输入主动传感器数据的专业知识,这些数据已经处于传感器级别,便于客户测试传感器处理的某些领域。

利用AURELION,可以仿真相关危险情况并可视化,非常接近真实的传感器开发。

测试案例仿真可以挽救生命

我们用一个具体的例子来说明在雷达传感器开发中如何利用AURELION。

dSPACE与合作伙伴HELLA共同打造了一个仿真解决方案,例如可以验证用例“UNECE 151—盲区检测信息系统”的自行车检测法规。HELLA系统和软件雷达传感器仿真主管Michael Lemm解释道:“尤其是在离司机最远的一侧,加强对弱势道路使用者的保护。为此,卡车上配备一个系统(盲点检测信息系统),用来检测盲点内的障碍物并发出警告。”其可能的应用包括各种集成场景,例如在不同高度安装两个传感器,照亮能见度差甚至完全看不清的区域。

上面提到的法规规定了对系统的要求,以及静态和动态测试案例。举个例子,静态测试用例说明了某个交通信号灯的情况,期间一辆卡车停下来,一个人骑着自行车靠近卡车右侧的停止线。该法规规定,在这种情况下,在骑自行车者到达卡车前面至少1.4秒之前,要向司机发出警告。

虚拟覆盖开发过程中的所有场景

Lemm说道,“要在雷达传感器的基础上开发BSIS,使用AURELION等雷达仿真解决方案非常有用。借助雷达仿真,上述测试案例就可以在开发过程早期实现。”不同的设计和开发活动并行执行,不必使用真实的传感器。利用通用雷达仿真模型,参照可能的传感器照明,可以测试不同传感器安装位置对卡车的影响。这样,就可以用专门的雷达仿真模型来开发BSIS传感器的算法,无需特定的原型开发。

Lemm表示,“此外,结合全面的车辆动力学仿真(ASM),可以考虑各种卡车载荷的影响。这有助于在车辆上真正安装传感器之前验证覆盖范围。作为仿真解决方案,AURELION的一个优点在于,可以在进一步的测试和大量用例中重复使用相同的仿真模型和场景,并在认证/发布测试中实现。”

仿真甚至会考虑到弯道和直道、不同的半挂车以及各种天气情况,确保为后续的真实实现做好充分准备,避免在现实中综合后处理传感器定位。

该图说明了各种危险情况,这些可以通过传感器早期识别来化解。

仿真精确到毫秒

根据UNECE - 151,盲点辅助系统必须在第一信息点(FPI)和最后一个信息点(LPI)之间,告知驾驶员潜在的危险情况。FPI是指能够检测到潜在危险情况的最早可能空间点,LPI是系统必须通知驾驶员的最晚可能空间点。在AURELION中,这些信息点的仿真可以精确到毫秒。借助仿真,供应商和OEM就能在早期齐心协力配置系统。

Lemm解释道:“得益于AURELION中的传感器真实仿真,我们考虑到了各种情况,例如BSIS开发过程中常见的外部影响,比如建筑工地或周边建筑造成的多路径反射,以及城市交通各种变化带来的影响。”

利用车辆动力学模型,还可以在各种弯道场景将牵引车和挂车逼真地可视化。在AURELION中,还可以仿真认证用例中所需的假人。

未来更安全

得益于“UNECE 151 -用于检测自行车的盲点检测信息系统”的规定,在未来,街道将变得更安全,严重的致命事故有望成为过去。这个例子非常清楚地表明了,技术创新和高精度测试场景如何帮助OEM进一步开发技术和满足此类要求。

承蒙HELLA惠准

《dSPACE杂志》,2023年6月出版

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