先进的驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶车辆（AV）的发展正大量推动创新，特别是在软件领域。然而，这些系统需要大量的测试来确保安全性，该测试必须在开发过程早期大量应用，并在尽量贴近现实的仿真环境（虚拟世界）中进行。
在虚拟世界中，ADAS和AV功能的测试依赖两个关键元素——基于物理的高性能3D仿真平台和基于计算机的仿真模型。
仿真平台必须足够强大，能够实时计算来自多个传感器的大数据融合流，而仿真模型必须能生成逼真的行为，确保仿真结果精确。平台和模型都应该是开放式的，以便适应各个项目和要求。它们还应当尽量保真，尽可能真实。
有了这两个组件，就可以将模型插入仿真中，实时观察逼真的车辆行为仿真。
dSPACE汽车仿真模型（ASM） – 即用型虚拟测试仿真模型
使用 dSPACE 汽车仿真模型 （ASM），虚拟测试快捷又便利。从模型在环（MIL）到软件在环（SIL），再到硬件在环（HIL）、云计算，这些现成的即用型仿真模型可以实时、更快地实现真实的车辆行为和交通仿真。ASM采用开放式模块化结构，可以根据具体应用案例快速、精确调整。有了ASM，开发人员可以快速进行各种应用程序的开发和验证任务。（ 应用案例 ：仿真自动驾驶的众多场景。）
NVIDIA DRIVE Sim由Omniverse提供支持——真实的3D环境、精确的传感器仿真
NVIDIA DRIVE Sim 是一个可扩展、精确的开放式仿真平台，基于提供核心仿真和渲染引擎的 NVIDIA Omniverse 。DRIVE Sim可仿真模拟大量应用案例，包括感知训练、规划和控制仿真，乃至全面的AV模块验证。DRIVE Sim可以在本地工作站上运行，也可以扩展到数据中心或云端节点的多个GPU。它支持SIL或HIL配置。对于大规模的HIL测试，可以在 NVIDIA DRIVE Constellation 上部署DRIVE Sim。
dSPACE和NVIDIA——完整的工具链
dSPACE和NVIDIA将dSPACE ASM与NVIDIA DRIVE Sim相结合，针对ADAS/AV系统测试推出了一个全方位的工具链。该工具链由各种不同的仿真模型组成，很容易参数化、执行速度快，可以在各种硬件平台和软件仿真解决方案上运行。为应对仿真的各个方面，dSPACE-NVIDIA工具链由下列模型组成：
- 环境模型 – 重新创建车辆周围的3D视图
- 传感器模型 （即雷达、激光雷达、摄像头、超声波、IMU、GNSS） – 评估车辆如何感知周围环境
- 车辆模型 （又称车辆动力学模型）– 仿真各个组件（如紧急制动器）、子系统（如动力传动系统）和/或整个虚拟车辆，观察行驶中的车辆
- 交通模型 – 仿真真实的交通状况，包括周围的车辆和其他道路使用者（如行人）
- 场景模型 – 生成各种各样的真实场景，用于测试自动驾驶功能
这些模型来自dSPACE、NVIDIA或生态系统合作伙伴。
dSPACE-NVIDIA仿真解决方案为测试自动驾驶系统带来了更深入的见解。例如，车辆模型集成到测试环中时，可以使用俯仰角、横摇角和偏航角创建所安装的传感器的真实运动，验证环境感知传感器的视野。也可以考虑AV控制器与车辆的运动控制接口，更好地了解AV算法对动力传动系统、制动系统和转向系统的影响。
此外，可以在虚拟世界中测试整个AV软件栈。开发人员可以根据需要，创建任意数量的挑战性场景来评估系统，确定有待改进之处。很容易复制场景进行小幅调整，重新评估相同场景的变化形式（例如增加迎面而来的车辆、改变交通目标、改变速度，等等）。仿真可以回放、修改、重放和共享。
从SIL到HIL
dSPACE ASM和NVIDIA DRIVE Sim不仅可以针对SIL应用案例协作，也可以在HIL仿真环境中协作。对于HIL仿真，ASM在dSPACE SCALEXIO仿真器上运行，而DRIVE Sim则在 NVIDIA DRIVE Constellation平台 上部署。将DRIVE Constellation连接至dSPACE SCALEXIO HIL仿真器，可以为ADAS/AV开发人员提供 各种各样的功能 。
DRIVE Constellation的适用范围是AV ECU的HIL测试。DRIVE Constellation与dSPACE SCALEXIO 相连，将其他ECU、Restbus仿真和/或故障注入单元集成到HIL系统中，可以拓展该范围（图2）。SCALEXIO的主要特点包括可根据任何计算及I/O要求扩展、一流的闭环性能，基于FPGA技术、全面、精确又快速的I/O功能，并通过功能模型接口（FMI）支持向多个第三方仿真环境开放。
Mercedes-Benz最近选择将NVIDIA和dSPACE作为其AV HIL仿真平台的供应商。该HIL平台是定制而成，由dSPACE SCALEXIO和NVIDIA DRIVE Constellation / DRIVE Sim的各种硬件及软件组件组成。
对于Mercedes-Benz这样的客户来说，dSPACE的高保真ASM与NVIDIA丰富的3D环境和用于虚拟测试的精确传感器模型相结合，会带来出色的自动驾驶汽车仿真和验证可行性。工程师可以结合dSPACE和NVIDIA的解决方案，执行各种验证任务，包括测试单个或多个ECU，以及整车大规模仿真测试。
由Alicia Garrison、Michael Peperhowe、Christian Woerdehoff、Holger Krumm（均来自dSPACE）、Carène Kamel（NVIDIA）、Martijn Tideman（NVIDIA）提供
《dSPACE杂志》，2022年3月出版
