- 智能網聯汽車建模與仿真技術(含實驗指導)
- 李彪等主編
- 1013字
- 2024-05-14 10:12:07
1.2.2 智能網聯汽車自動駕駛仿真體系
智能網聯汽車自動駕駛仿真體系作為標準的系統工程,由仿真交通場景、仿真軟件和測試評價三個主要模塊組成。
1.仿真交通場景
仿真交通場景模塊主要用于車輛運行的外部模擬世界,包括外部交通場景要素模擬,例如:①道路情況(高速公路、城市道路等不同的道路結構);②交通標志和信號燈等道路附屬設施;③道路車輛及人等交通參與者(轎車、貨車、摩托車、行人);④道路臨時物體(路障、錐桶、遺撒物等);⑤氣候(晴、陰、雨、雪、白天、黑夜等)。此外,還需要模擬不同交通場景要素之間的組合和動態關系,比如在崎嶇泥濘的山路上,一輛轎車在被測車輛前方緊急制動停車等情況。
2.仿真軟件
仿真軟件不需要真實的環境和硬件,通過軟件模擬就能夠發現和復現問題,從而可以極大地節省成本和時間?,F有的仿真軟件主要包括CarSim、PreScan、CarMaker、VTD、51Sim-One、Vissim、SUMO、rFpro、Cognata、VIRES VTD、Pilot-D GaiA、Metamoto、騰訊TAD Sim仿真平臺、百度Apollo、AirSim、NVIDIA Drive ConstellationWaymo Carcraft、PanoSim、MATLAB等。
3.測試評價
對安全、體驗和配置三大維度的評價指標進行測試,對比歷史數據和標準值予以評價。仿真測試主要包括模型在環(MIL)、軟件在環(SIL)、硬件在環(HIL)、駕駛人在環(DIL)和車輛在環(VIL)。
(1)模型在環(MIL)
在系統開發階段,需要建立算法模型并進行仿真測試,根據仿真測試結果,不斷優化系統設計。這個階段的仿真通常被定義為模型在環。
在自動駕駛仿真中,通常需要進行模型在環仿真的算法有視覺、雷達、高精度地圖、定位、多傳感器融合等感知算法,以及規劃、決策乃至執行算法。
(2)軟件在環(SIL)
在完成模型在環測試后,對算法模型進行代碼轉化,形成代碼,同樣需要對代碼進行仿真測試,進行代碼與算法模型等效性測試,保證代碼與算法模型一致。該階段測試通常被定義為軟件在環。
(3)硬件在環(HIL)
硬件在環提供可以模擬真實的系統環境的動態系統模型作為“受控設備仿真”,并通過嵌入式系統的輸入輸出將其與仿真系統平臺相連,形成閉環。硬件在環測試的目的是驗證控制器。
(4)駕駛人在環(DIL)
在對車輛、發動機等系統進行仿真的基礎上,以及在保證測試精度的前提下,增加了交通和環境的仿真,并將真實駕駛人引入仿真測試閉環,融合傳感器仿真技術,結合3D實時動畫,對系統進行驗證。
(5)車輛在環(VIL)
將測試系統集成到真實車輛中,結合仿真平臺模擬道路、交通場景以及傳感器信號,從而構成完整測試閉環。車輛在環測試的目的是驗證測試系統功能、各場景仿真測試、與整車相關電控系統的匹配及集成測試。