智能網聯汽車測試技術探究

朱紅權

摘 要：隨著汽車技術的不斷發展以及生活質量的不斷提高，在車輛的市場中，對于車輛的環保性、安全性等要求也越來越高。因此，近些年來不斷出現新型的車輛，其中最重要的一部分發展就是智能網聯汽車。本文通過對智能網聯汽車的測試技術展開分析，期望可以進一步的熟悉和了解智能網聯汽車。

關鍵詞：智能網聯汽車 測試 系統

Research on Testing Technology of Intelligent Connected Vehicles

Zhu Hongquan

Abstract：With the continuous development of automotive technology and the continuous improvement of the quality of life， in the vehicle market， the requirements for environmental protection and safety of vehicles are getting higher and higher. Therefore， in recent years， new types of vehicles have continuously appeared， and the most important part of the development is intelligent networked vehicles. This article analyzes the test technology of intelligent networked vehicles， and hopes to be further familiar with and understand intelligent networked vehicles.

Key words：intelligent connected vehicle， test， system

智能網聯汽車將現代的網絡以及通信技術融合在其中，其車載中配備了先進的控制、執行、以及傳感器等眾多裝置，其在復雜的環境下能夠擁有智能的感知、控制和決策的各種功能，實現了車和車、車和人等部分智能信息的替換和共享，能夠在行駛中實現安全舒適以及高效節能的體驗效果，并最終將實現能夠取代人類駕駛操作的一種新時代的車輛。本文在智能聯網汽車中進行測試，測試中最前端的模擬測試系統和道路測試中的智能測試，并簡要分析通過聯網汽車進行測試的某些技術。

1 仿真測試

1.1 測試場景

測試的場景是進行仿真測試中的必備條件，測試場景的重要先決就是確定場景中的構架。通過分析測試場景中的構架看出其構成有三部分，交通流、道路擴撲和動態情境。從三維構架的角度來分析測試場景，駕駛情景以及行駛場合是組合在測試場景中的，在變化的天氣中，它在不同的行駛條件中，比如鄉村、高架等等以及行駛任務和速度多組成。測試的場景可以通過特定的數值和機器的精度來描述，其具備一致性。為了將傳統測試中建造場景的方式所具有的適應條件差、場景的數量以及效率低等許多問題進行有效解決，構建出符合我國現實情況的相關測試場景，就可以通過以下幾方面來著手，第一個是可以從安全駕駛相關方面根據智能網聯中的汽車考試來搭建測試場景，第二個是可以從法律以及制度等相關方面根據交通中違法的事故情景來搭建測試場景[1]，第三是可以從基礎道路中的天氣以及環境等相關方面根據道路中的情景來搭建測試場景。目前情況下，建設測試場景庫非常重要，而統一數據的格式以及標準是首要解決的關鍵問題。隨后就是將場景庫當中數據的來源進行豐富，比如事故場景、自然駕駛以及行駛模擬器等相關的許多場景，構建的場景庫能夠給智能網聯汽車中相關的創新以及測試帶來堅實的后備支撐。

1.2 軟件在環

系統代碼的級別中展開的功能性測試指的就是軟件在環，測試場景中通過大量的進行輸入，能夠快速有效的將自動駕駛體系中的環境感知以及決策控制等相關的算法驗證出來。“V”模型通常用于現有系統的開發中，由于軟件在環的測試中具有成本低、易于改正以及效率高的特點，因此一般將軟件在環應用于早期以及中期的自動駕駛系統之中。

1.3 硬件在環

硬件在環指的就是將控制系統中的硬件當作要測試的對象，并在控制系統中輸入環境模擬信息。硬件在環技術的最初使用是在傳統控制車輛的控制器中，例如EMS以及ESC相關控制系統等。傳統車輛當中的控制器測試與自動駕駛的系統以及高級駕駛輔助系統中的控制器相比不需要更多的運行條件，同時傳統車輛中的控制器也不需要參與到實際的交通環境中，虛擬環境是整個自動駕駛測試的基礎以及整個測試過程。傳感器在軟件中擁有激光雷達，諸如毫米波雷達和攝像機之類的模型，這些模型可以在實際控制器中模擬真實傳感器。

另外，軟件中有許多如汽車、行人、街道等比較多見的交通要素，這些交通要素可以基于虛擬環境模擬實際交通環境，將其轉換為虛擬目標并通過傳感器模型傳輸到控制系統，該傳感器模型用于測試控制系統的控制功能。攝像頭在環的測試系統一般應用比較多，一般在測試時通過攝像頭盯著屏幕的方法來測試，其優點就是具有快速以及可重復性，這種方法也具有一定的缺點，那就是與真實環境的對比中屏幕所映現出的環境還存在一定的誤差。因此，在測試中，可以通過注入視頻流和目標信號來解決此問題。基于雷達的相關控制系統，可以使用雷達目標的模擬器來對虛擬的測試目標進行模擬。當前為止，仿真目標前后只有區區四個左右的數量。單一的傳感器對于自動駕駛系統來說，控制系統的相關需求已經不再能夠被滿足，并且需要將多個傳感器進行融合才能夠獲得環境的信息。目前攝像頭以及毫米波雷達是經常使用的方法，將多個傳感器實現信號與目標的同步是這種方法當中最主要的問題。目前的方案中使用比較多的是將虛擬場景傳遞到雷達目標模擬器時，攝像機看著屏幕通過這種方式來對每個傳感器中時間同步的相關問題進行有效解決。

1.4 車輛在環

車輛在環由仿真軟件以及實時的仿真機來對軟件中模擬的道路、傳感器的相關信息以及交通道路上的場景來對整套系統構建測試的方法，這個系統能夠將現實當中的車輛數據為測試的車輛提供很多真實性的借鑒。目標信號按照不同的注入方式來進行區分，仿真測試當中有三個類型的目標進行主要注入，傳感器原始信號注入和傳感器處于回路中。控制器當中的控制層直接被目標信號輸入進去，這種方法就是目標注入，以便能夠施行系統中展開控制策略的方面。傳感器信號注入當中最初的方式就是在傳感器中直接將傳感器所探測到的相關信號輸入進去，然后將目標識別的相關功能在系統控制當中實施。比如攝像機，回路中的傳感器通過注視屏幕的相關方式，來對系統執行的主要傳感器對周圍環境的感知，識別的目標以及功能性的控制。主要對于目前的系統等其他相關的工作系統進行測試。

2 預期功能安全

當車輛沒有出現故障時，預期功能安全就會因為執行的系統以及環境感知不相符而導致發生危險，預期的功能安全可能會由以下情況而產生，首先由于天氣以及道路環境當中的因素引起自動駕駛中的系統無法準確的完成決策、感知以及相關控制，其次是由于不具備完善的測試系統，致使自動駕駛中的系統無法對周圍的環境進行有效的識別，以及自動駕駛的相關系統中不合理的功能性設計，從而產生了錯誤的決策，然后還包括網聯通信中負責傳輸信息的語境錯誤，使通信在智能網聯汽車中發生錯誤[3]，最后是自動駕駛的系統中負責相應執行系統的能力欠缺，從而致使運動控制缺乏準確性。因此為了在使用智能網聯汽車時保障其安全性，應當建立具有相關保障機制的智能網聯汽車。

3 智能網聯測試技術分析

3.1 弱勢交通的參與測試

當車輛在道路當中正常的行駛，一旦碰到行人或者駕駛車輛時，就會通過按喇叭、減緩車輛行進和及時剎車等行為方式來進行解決，車輛在道路正常行駛當中面對即將發生的碰撞立即發出危險預警，這一點符合測試所需達到的要求。

3.2 前方車輛緊急停車測試

車輛在車道當中正常行駛時，即將與在同一車道中的前方車輛發生碰撞，此車車輛為避免追尾減緩了車輛行駛的速度并且轉變到另一個車道中。這個測試主要是對于車輛在面臨即將發生追尾事故時所做出的危險預警的測試。

3.3 車路信息交互測試

HV在道路正常的行駛當中，對V2I技術進行思考，可以與RSU路測標牌相互通信，從而能夠清晰的將前方道路檢測出來。在經過彎道等地方時，需根據實際當中所測試的真實結果，幫助測試的車輛做出正確的應對方案，以便能夠使車輛歲所需的交通信息及時的預知，使車輛的通行具備安全的保障。見圖1所示。

3.4 紅綠燈自動識別與無人車速度調控測試

當無人駕駛車輛RH即將位于信號燈控制路口時，根據視覺傳感器對其進行測試，然后結合車身位置和行駛狀態信息，使其符合交通信號燈規則并通過信號燈路口，在信號燈路口的地方安全的通過，其次，當無人駕駛汽車RH遠離交通信號燈時，由于采用了V2X技術，接收到的前部交通信號燈將根據剩余的紅色信號燈和自身的車速進行調節，以達到車速能夠自主的調整，使車輛可以通過交通信號燈停車線而不會停車。通過這兩種測試方法，可以保證無人駕駛汽車RH在實際對應路口的通行效率和通行能力，并在一定程度上改善了路口的交通擁堵。

3.5 交叉路口碰撞預警測試

遇到沒有交通信號燈的十字路口或T形道路時，當RH開始直線行駛時，RV-1從左側直接轉到交叉路口，因為交叉路口的RV-2可以可以擋住RH的視線，在RH啟動并即將到達路口時，此時就需要檢測ICW會不會對RH駕駛員發出預警，將可能會與RV-1發生碰撞的危險搶先一步提示。等RV-1行駛過路口以后，還需要檢測HV駕駛員直行是否需要提醒。

4 總結

智能網聯汽車是實現能夠取代人類駕駛操作的一種新時代的車輛。總的來說，智能網聯汽車首當其沖是我國汽車行業在未來的發展當中必須優先考慮的，當技術在時代中不斷的創新和發展，我們日常生活中的交通和出行一定會因為技術發展產出的智能網聯汽車而得到極大的改善與影響，這也是今后需要我們持續關注和研究的重點問題。

參考文獻：

[1]趙福全，匡旭，劉宗巍.面向智能網聯汽車的汽車產業升級研究——基于價值鏈視角[J].科技進步與對策，2016，33（17）：56-61.

[2].國內外智能網聯汽車產業發展概況[J].科技中國，2019（02）：50-60.

[3]鄧曉峰，王潤民，徐志剛，劉丁貝.我國智能網聯汽車測試及示范基地發展現狀[J].汽車工業研究，2019（01）：6-13.