項目五任務1：整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試（課件）

整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試仿真測試的定義01理論知識仿真測試的分類02仿真測試的發(fā)展03仿真測試技術的問題和難點04仿真測試評價基本原則05仿真測試對象06典型仿真測試流程及要求07自動駕駛仿真軟件08任務實施整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試流程01設備物料介紹02課程導入Part1整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試思考討論題（2分鐘）課程導入一臺線控底盤車輛，車主反映自動駕駛時，偶爾會出現(xiàn)線控制動力不足的問題，假設你是測試工程師，你將如何進行測試？線控制動理論知識Part2整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試一、仿真測試的定義自動駕駛仿真測試，是計算機仿真技術在汽車領域的應用，它以數(shù)學建模的方式將自動駕駛的應用場景進行數(shù)字化還原，建立盡可能接近真實世界的系統(tǒng)模型，通過仿真測試進行分析和研究便可以達到對自動駕駛系統(tǒng)和算法進行測試驗證的目的。仿真測試的定義仿真測試的分類自動駕駛虛擬仿真仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試二、仿真測試的分類按照測試方式不同，仿真測試可分為：仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件序號類型說明1模型在環(huán)(MIL)在仿真測試模型中，將控制算法模型和被控算法模型連接起來形成閉環(huán)的測試方法。2軟件在環(huán)(SIL)基于軟件進行的模型驅(qū)動的數(shù)字仿真測試方法。3硬件在環(huán)(HIL)被測試系統(tǒng)中的傳感器、控制器和執(zhí)行器中部分實物嵌入仿真回路之中進行的仿真測試。4駕駛員在環(huán)(DIL)駕駛員的實際駕駛行為嵌入到仿真回路之中進行的仿真測試。5車輛在環(huán)(VIL)完整的車輛系統(tǒng)嵌入仿真回路之中進行的仿真測試。整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試三、仿真測試的發(fā)展自動駕駛云仿真仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件如今，面向高等級駕駛自動化功能的仿真測試，已具備相對復雜的系統(tǒng)架構。在回放真實測試場景之外，可以提供更接近真實動態(tài)交通的模擬環(huán)境，以及多樣的駕駛事件或場景。同時，也有自動駕駛公司開始使用云服務來進行大規(guī)模高并發(fā)的仿真測試，能達到百萬級車輛同時進行仿真測試的效果。整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試4.1仿真測試部署過程中存在的主要問題和難點四、仿真測試技術的問題和難點仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件序號主要問題和難點內(nèi)容1相同算法在多樣化仿真平臺測試驗證結果的一致性問題如何保障SIL、HIL、DIL、VIL仿真測試結果一致性；如何保障不同仿真工具鏈測試結果一致性；如何保障仿真模型精度在不同平臺中的一致性。2仿真測試與實際測試結果的一致性問題如何保證仿真模型與實際被測件的標定真實性和特性匹配；

如何保證仿真測試各系統(tǒng)之間交互反饋時鐘同步與實際測

試的一致性。3仿真測試過程的問題回溯機制如何根據(jù)仿真結果，快速追溯并確認仿真測試過程中某一

模塊是否出現(xiàn)問題。4仿真測試評價標準的多樣化問題

如何評估安全性、穩(wěn)定性等普通衡量標準；

如何評估舒適性、通過性等難以衡量的標準。5測試場景的針對性問題如何針對被測駕駛自動化系統(tǒng)篩選相應的測試場景；

如何快速迭代特定測試場景以測算驗證被測系統(tǒng)的性能。整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試4.2軟件在環(huán)技術的問題和難點四、仿真測試技術的問題和難點仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件序號主要問題和難點內(nèi)容1復現(xiàn)自動駕駛仿真環(huán)境仿真環(huán)境需包含離散和連續(xù)化的仿真測試場景；仿真平臺應具備搭建標準化測試場景能力和快速泛化測試場景的能力。2感知模型搭建傳感器物理特性標定；傳感器模型驗證；仿真軟件參數(shù)匹配。3執(zhí)行模型搭建根據(jù)車輛整車參數(shù)建立車輛動力學模型；根據(jù)車輛的操縱穩(wěn)定性、動力性、制動性標定車輛動力學模型；車輛動力學模型驗證。4軟硬件集成軟硬件接口統(tǒng)一；軟件和軟件、軟件和硬件聯(lián)調(diào)；軟件接口多樣性；軟硬件及執(zhí)行機構時鐘同步問題。5自動化測試高效自動化構建大規(guī)模仿真測試場景、并對被測系統(tǒng)進行自動化測試；基于場景數(shù)據(jù)庫自動化分類、管理、檢索場景數(shù)據(jù)；分布式高并發(fā)仿真測試各軟件算法功能。6數(shù)據(jù)分析仿真測試數(shù)據(jù)的分層次存儲；仿真數(shù)據(jù)分析的方法論；仿真測試評價。整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試4.3硬件在環(huán)技術的問題和難點四、仿真測試技術的問題和難點仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件序號主要問題和難點內(nèi)容1資源硬件問題硬件設施部署的成本較高，需要部署空間較大。2攝像頭在環(huán)視頻黑箱仿真測試技術受限于仿真軟件的視覺處理引擎，難以獲得與實際環(huán)境完全相同的渲染畫面；僅適用于驗證軟件的邏輯性，難以驗證軟件的可靠性和有效性；視頻注入仿真測試技術根據(jù)實際道路視頻做仿真驗證，需保障仿真平臺與視頻的數(shù)據(jù)同步。3毫米波雷達在環(huán)回波模擬器可模擬的目標物數(shù)量、目標物相對距離和目標物精度有限制；毫米波回波模擬器模擬波形的物理特性需與仿真軟件進行多次標定以匹配數(shù)據(jù)；毫米波回波模擬器與真實傳感器物理特性仍然存在差距。整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試4.4整車在環(huán)技術的問題和難點四、仿真測試技術的問題和難點仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件序號主要問題和難點內(nèi)容1效率較低VIL只適用于單車測試。2適配問題對于第三方被測對象，有一定的適配和使用成本。3測試用例局限無法在開放場地模擬極限工況。整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試五、仿真測試評價基本原則仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件仿真測試的測試場景應能充分覆蓋ODD和邊界場景，并且能用多種測試方法對被測功能的全部層級在不同開發(fā)階段進行測試。仿真測試的場景參數(shù)應基于實際，邏輯參數(shù)設置合理，并且測試輸出結果應與實車測試保持基本一致。仿真測試中的同一測試用例的在同一測試平臺多次測試結果應保持高度一致，在不同測試的平臺的測試結果的偏差應符合設計要求。全面性真實性可重復性整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試6.1MIL階段的仿真測試對象六、仿真測試對象模型在環(huán)主要應用于算法開發(fā)階段，以驗證模型能否實現(xiàn)功能，是否有嚴重BUG。方便做覆蓋率測試，分析模型精簡程度，防范死循環(huán)的出現(xiàn)。在測試決策層時，可以實現(xiàn)純軟件仿真，依托仿真平臺的性能，加速測試，提高效率。MIL階段的仿真測試對象仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件算法模型整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試6.2SIL階段的仿真測試對象六、仿真測試對象（1）感知算法（2）決策算法仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件SIL階段的仿真測試對象生成的代碼整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試6.3HIL階段的仿真測試對象六、仿真測試對象（1）感知系統(tǒng)處理器（2）決策系統(tǒng)控制器仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件HIL階段的仿真測試對象控制器整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試6.4VIL階段的仿真測試對象六、仿真測試對象（1）被測車輛整車（2）被測感知功能仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件VIL階段的仿真測試對象完整的車輛系統(tǒng)整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試6.5DIL階段的仿真測試對象六、仿真測試對象控制器測試方向上的DIL測試對象人機交互方向上的DIL測試對象人機接管功能仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件VIL階段的仿真測試對象“人-車-路-交通”在實際車輛駕駛中的相互作用整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試七、典型仿真測試流程及要求目前主要的仿真測試階段的層次關系：仿真測試階段的層次關系圖仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試七、典型仿真測試流程及要求仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件測試需求

分析測試資源

配置接口定義設計

測試用例測試執(zhí)行分析測試結果分析測試

結束條件對于仿真測試階段，典型的測試流程包括：典型仿真測試流程整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試8.1PanoSim八、自動駕駛仿真軟件PanoSim是新一代自動駕駛模擬仿真軟件，專注于通過模擬仿真技術實現(xiàn)汽車虛擬研發(fā)的一體化化工具與平臺。PanoSim集高精度車輛動力學模型、汽車行駛環(huán)境模型、車載環(huán)境傳感模型與交通模型等于一體，可與Matlab/Simulink無縫鏈接并支持離線與實時仿真功能。PanoSim仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試8.2PreScan八、自動駕駛仿真軟件PreScan是一款基于物理模型的仿真平臺，最初用于駕駛輔助、駕駛預警、避撞和減少碰撞等功能的前期開發(fā)和測試，現(xiàn)也可用于自動駕駛系統(tǒng)的開發(fā)。PreScan仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試8.3Carmaker八、自動駕駛仿真軟件Carmaker首先是一個優(yōu)秀的動力學仿真軟件，提供了精準的車輛本體模型(發(fā)動機、底盤、懸架、傳動、轉(zhuǎn)向等)，Carmaker的車輛模型與Carsim精度一致，將車輛比作多體-非線性系統(tǒng)，并根據(jù)車輛子系統(tǒng)進行了清晰的設置仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件Carmaker整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試8.451VR八、自動駕駛仿真軟件51Sim-One是51VR自主研發(fā)的一款集多傳感器仿真、交通流與智能體仿真、感知與決策仿真、自動駕駛行為訓練于一體的自動駕駛仿真與測試平臺。仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件51Sim-One整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測試8.5VTD八、自動駕駛仿真軟件VTD目前運行于Linux平臺，它的功能覆蓋了道路環(huán)境建模、交通場景建模、天氣和環(huán)境模擬、簡單和物理真實的傳感器仿真、場景仿真管理以及高精度的實時畫面渲染等。仿真測試的定義仿真測試的分類仿真測試的發(fā)展仿真測試技術的問題和難點仿真測試評價基本原則仿真測試對象典型仿真測試流程及要求自動駕駛仿真軟件VT