調(diào)研分析智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試SimulationandTestingofIntelligentNetworkedVehicle智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真與測試目錄Contents智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試01幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件02智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試011.能網(wǎng)聯(lián)汽車測試現(xiàn)狀智能網(wǎng)聯(lián)汽車(IntelligentandConnectedVehicle,ICV)是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新一代汽車。由于智能網(wǎng)聯(lián)汽車相較于傳統(tǒng)汽車涉及更加復(fù)雜的功能和應(yīng)用，所以測試和驗證其功能和性能是巫需解決的問題。傳統(tǒng)的測試方法主要是道路測試和場地測試，但是都面臨測試成本高、測試工況少、測試周期長等難題，在開發(fā)時間、成本.靈活性方面滿足不了智能網(wǎng)聯(lián)汽車復(fù)雜功能的開發(fā)驗證需求。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真與測試是將真實駕駛員、真實傳感器、真實控制器在虛擬仿真環(huán)境下深度集成的一項技術(shù)，以豐富的測試手段、高度逼真的測試場景、高精度的模擬測試設(shè)備，完成覆蓋智能網(wǎng)聯(lián)汽車各開發(fā)環(huán)節(jié)的測試驗證，大大縮短并降低智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)開發(fā)和檢驗檢測的周期和成本。2.智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真與測試定義一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試3.智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試的技術(shù)優(yōu)勢1智能網(wǎng)聯(lián)汽車在實車測試上一方面，限于研發(fā)周期和成本，現(xiàn)有的封閉場地測試和開放道路測試不僅周期長、成本高，無法滿足對系統(tǒng)數(shù)十億公里行程的大樣本和可靠性測試要求。2與汽車行駛安全測試密切相關(guān)的極限危險工況屬于小樣本、小概率事件，開放的道路測試往往難以復(fù)制，測試安全也無法保障。3中國地域遼闊、人口眾多，駕駛行為特征和交通狀況與歐美等國相比也有其鮮明的地域性特點和差異性。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試3基于數(shù)字虛擬仿真技術(shù)的模擬仿真測試成為目前智能駕駛測試驗證的新的重要手段，是汽車智能駕駛技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)的前端關(guān)鍵技術(shù)，體現(xiàn)和決定了智能化技術(shù)與產(chǎn)品核心競爭力。幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件02自動駕駛仿真測試平臺必須要具備以下核心能力:真實還原測試場景高效利用路采數(shù)據(jù)生成仿真場景云端大規(guī)模并行加速使得仿真測試滿足自動駕駛感知、決策規(guī)劃和控制全棧算法的閉環(huán)。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件1.PreScanPreScan是西門子公司旗下汽車駕駛仿真軟件產(chǎn)品，PreScan是以物理模型為基礎(chǔ)，開發(fā)ADAS和智能汽車系統(tǒng)的仿真平臺。支持?jǐn)z像頭、雷達、激光雷達、GPS，以及V2V/V2I車車通訊等多種應(yīng)用功能的開發(fā)應(yīng)用。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件PreScan由多個模塊組成，使用起來主要分為四個步驟:(1)場景搭建PreScan提供一個強大的圖形編輯器，用戶可以使用道路分段，包括交通標(biāo)牌，樹木和建筑物的基礎(chǔ)組件庫，包括機動車，自行車和行人的交通參與者庫，修改天氣條件(如雨，雪和霧)以及光源(如太陽光，大燈和路燈)來構(gòu)建豐富的仿真場景。(2)添加傳感器PreScan支持種類豐富的傳感器，包括理想傳感器，V2X傳感器，激光雷達，毫米波雷達，超聲波雷達，單目和雙目相機，魚眼相機等。(3)添加控制系統(tǒng)PreScan可以通過MATLAB/Simulink建立控制模型,也可以和第三方動力學(xué)仿真模型(如CarSim,VI-Grade，dSpaceASM的車輛動力學(xué)模型)進行閉環(huán)控制。(4)運行仿真PreScan3D可視化查看器允許用戶分析實驗的結(jié)果，同時可以提供圖片和動畫生成功能。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件2.CarMakerCarmaker，還有相關(guān)的TruckMaker和MotorcycleMaker是德國IPG公司推出的動力學(xué)、ADAS和自動駕駛仿真軟件。Camaker首先是一個優(yōu)秀的動力學(xué)仿真軟件,提供了精準(zhǔn)的車輛本體模型(發(fā)動機、底盤、懸架、傳動、轉(zhuǎn)向等)，除此之外，Carmaker還打造了包括車輛，駕駛員，道路，交通環(huán)境的閉環(huán)仿真系統(tǒng)。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件PreScan由多個模塊組成，使用起來主要分為四個步驟:(1)IPGTrafticIPGTraftic是交通環(huán)境模擬工具，提供豐富的交通對象(車輛、行人、路標(biāo)、交通燈、道路施工建筑等)模型?？蓪崿F(xiàn)對真實交通環(huán)境的仿真。測試車輛可識別交通對象并由此進行動作觸發(fā)(如限速標(biāo)志可觸發(fā)車輛進行相應(yīng)的減速動作)。(2)IPGDriverIPGDriver先進的、可自學(xué)習(xí)的駕駛員模型?？煽刂圃诟鞣N行駛工況下的車輛，實現(xiàn)諸如上坡起步、入庫泊車以及甩尾反打方向盤等操作。并能適應(yīng)車輛的動力特性(驅(qū)動形式、變速箱類型等)、道路摩擦系數(shù)、風(fēng)速、交通環(huán)境狀況，調(diào)整駕駛策略。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件3.CarSim

CarSim還有相關(guān)的TruckSim和BikeSim是MechanicalSimulation公司開發(fā)的強大的動力學(xué)仿真軟件，被世界各國的主機廠和供應(yīng)商所廣泛使用。CarSim針對四輪汽車，輕型卡車，TruckSim針對多軸和雙輪胎的卡車，BikeSim針對兩輪摩托車。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件4.VTDVTD(VirtualTestDrive)是德國VIRES公司開發(fā)的一套用于ADAS、主動安全和自動駕駛的完整模塊化仿真工具鏈。VIRES已經(jīng)于2017年被MSC軟件集團收購。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。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件VTD的仿真流程主要由路網(wǎng)搭建，動態(tài)場景配置，仿真運行三個步驟組成。(1)路網(wǎng)搭建VTD提供了圖形化的交互式路網(wǎng)編輯器RoadNetworkEditor(ROD)，在使用各種交通元素構(gòu)建包含多類型車道復(fù)雜道路仿真環(huán)境的同時，可以同步生成OpenDrive高精地圖。(2)動態(tài)場景配置在動態(tài)場景的建立上，VTD提供了圖形化的交互式場景編輯器ScenarioEditor，提供了在OpenDrive基礎(chǔ)上添加用戶自定義行為控制的交通體，或者是某區(qū)域連續(xù)運行的交通流。(3)仿真運行無論是SIL還是HL、實時還是非實時的仿真、單機還是高性能計算的環(huán)境，VTD都提供了相應(yīng)的解決方案。VTD運行時可模擬實時高質(zhì)量的光影效果及路面反光、車身渲染、雨雪霧天氣渲染、傳感器成像渲染、大燈光視覺效果等。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件5.CARLA

CARLA是由西班牙巴塞羅那自治大學(xué)計算機視覺中心指導(dǎo)開發(fā)的開源模擬器，用于自動駕駛系統(tǒng)的開發(fā)、訓(xùn)練和驗證。CARLA依托虛幻引擎進行開發(fā)，使用服務(wù)器和多客戶端的架構(gòu)。在場景方面，CARLA提供了為自動駕駛創(chuàng)建場景的開源數(shù)字資源(包括城市布局、建筑以及車輛)以及幾個由這些資源搭建的供自動駕駛測試訓(xùn)練的場景。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件6.AutowareAutoware最早是由名古屋大學(xué)研究小組在加藤伸平教授的領(lǐng)導(dǎo)下于2015年8月正式發(fā)布。Autoware.AI得到了最大的自動駕駛開源社區(qū)的支持,截止2023年4月在GitHub上獲得了6800多顆星，在Slack上擁有500多個賬戶，并被100多家公司廣泛使用，在20多個不同國家的30多種不同車輛上運行。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件Autoware.AI是世界上第一個用于自動駕駛技術(shù)的“多合一”開源軟件。(1)定位通過與(GlobalNavigationSatelliteSystem;全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))和MU(InertialMeasurementUnit;慣性測量單元)傳感器結(jié)合使用3D地圖和SLAM算法來實現(xiàn)。(2)檢測使用具有傳感器融合算法和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的攝像機以及LiDAR。(3)預(yù)測和規(guī)劃基于概率機器人技術(shù)和基于規(guī)則的系統(tǒng)，部分還使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。(4)控制Autoware向車輛輸出的控制量是速度和角速度。盡管控制量的主要部分通常位于車輛的線控控制器中，但這些是控制的一部分。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件7.PanoSim

PanoSim是由浙江天行健智能科技有限公司開發(fā)的面向汽車自動駕駛技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)的一體化仿真與測試平臺，集高精度車輛動力學(xué)模型、高逼真汽車行駛環(huán)境與交通模型、高逼真車載環(huán)境傳感器模型和豐富的測試場景于一體，支持獨立仿真與MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真，提供包括離線仿真、實時硬件在環(huán)仿真(MIL/SIL/HIL/VIL)和駕駛模擬器等在內(nèi)的一體化解決方案。二、幾種常見的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真測試軟件PanoSim