智能汽车驾驶辅助系统的测试验证

了解并熟悉车辆的智能驾驶辅助系统功能，如自动刹车、盲点监测等 #生活技巧# #驾驶安全技巧# #智能驾驶辅助系统#

曹院长在智能汽车分级实施核心技术及工程开发高研班授课纪要全文分五部分：第一部分主要介绍智能汽车驾驶辅助（ADAS ) 的重要性；第二部分主讲ADAS 相关技术应用；第三部分重点讲解了ADAS开发过程中的测试验证；第四部分说明了ADAS的法规测试和标定测试；最后介绍了V2X相关进展，并总结了智能汽车发展的终极目标。

【本文节选自的第三、四、五部分。并对文中多处文字进行了更正】

使用这个小程序可查询文中涉及的所有测试标准工程师的扳手

3 ADAS开发过程中的测试验证

汽车上电子/ 电气系统数量不断的增加，一些高端豪华轿车上有多达7 0 多个ECU（Electronic Control Unit电子控制单元） ，其中安全气囊系统、制动系统、底盘控制系统、发动机控制系统以及线控系统等都是安全相关系统。当系统出现故障的时候，系统必须转入安全状态或者转换到降级模式，避免系统功能失效而导致人员伤亡。失效可能是由于规范错误、人为原因的错误、环境的影响等等原因引起的。

为了实现汽车上电子/ 电气系统的功能安全设计，ISO 26262《道路车辆功能安全标准》于2011年正式发布，为开发汽车安全相关系统提供了指南，该标准的基础是适用于任何行业的电子/电气/可编程电子系统的功能安全标准IEC 61508。

ISO 26262标准中对系统做功能安全设计时，前期重要的一个步骤是对系统进行危害分析和风险评估，识别出系统的危害并且对危害的风险等级—ASIL等级（Automotive Safety Integration Level，汽车安全完整性等级）进行评估。ASIL有四个等级，分别为A、B、C和D，其中A是最低的等级，D是最高的等级。然后，针对每种危害确定至少一个安全目标，安全目标是系统的最高级别的安全需求，由安全目标导出系统级别的安全需求，再将安全需求分配到硬件和软件。ASIL等级决定了对系统安全性的要求，ASIL等级越高，对系统的安全性要求越高，为实现安全付出的代价越高，意味着硬件的诊断覆盖率越高，开发流程越严格，相应的开发成本增加、开发周期延长，技术要求严格。

目前车上的电子化程度已经非常高了，从动力总成到制动系统，都装配了大量的电子装置，每个装置里面又由很多的电子元件组成。如果就简单的把它们看成串联关系，那么要保证整车达到相当的可靠性，对系统组成的每一个部分要求是非常高的，这也是为什么汽车零部件的要求经常是用PPM(百万分之一)来描述的。

在相同的可靠性要求下，系统组成的部件和环节多越多，对组成的部件的可靠性要求就越高。

3.1 模型在环测试(MIL)

建模是设计和开发中的一个重要步骤，它发生在收集高层需求之后以及进行任何实现之前。模型还允许在开发的同吋，持续进行测试和验证。

模型在环测试的结果可用于验证软件行为是否正确， 并确认开发流程的初始需求。通过仿真收集的信息会成为代码验证的基准。

3.2 软件在环测试(SIL)

主要指控制器与控制对象功能上的仿真。可以分为以下几种：

①大规模工况自动化仿真测试：使用大规模测试工况库，利用自动化测试功能，高效验证系统和算法。

②LDW摄像头最优参数分析：用于解决在光学、成像、算法及安装位置等诸多参数中，寻求最优的参数组合，实现LDW最佳性能。

③ACC舒适性分析：优化ACC系统间加减速过程中的舒适性（jerk),将ACC系统分解为四个部分：传感器、控制算法、油门/电子制动、车辆底盘，解决如何分配各部分的响应和延迟等参数特性。

3.3 硬件在环测试(HIL)

快速控制原型（RCP)：将设计软件开发的算法方便快捷的在实时硬件平台上实现，观察其与硬件相连后的性能，且能进行反复实验和设计。

硬件在环（HIL)：在对象还处于研制阶段或对象硬件很难得到时，能够在早期完成对控制算法的测试。

硬件在环测试(HIL)系统结构可分为四各部分：真实ADAS控制器、车辆仿真模型、实吋硬件平台、试验管理软件

3.4 车辆在环测试(VIL)

车辆在环测试(VIL)是“真实车辆+虚拟仿真”联合，即真实车辆、真实的车辆动力学、真实的触感、真实的控制器配上虚拟的道路、虚拟的交通场景、虚拟的传感器。

车辆在环测试(VIL)的优点：

①实现快速的场景及驾驶测试；

②高效的验证各控制器的功能；

③降低实车测试的难度和风险；

④减少交通事故和风险；

⑤减少对场地，真实交通和试验车辆的需求。

3.5 车辆试验室在环测试(VEHIL)

VEHIL试验室支持主动安全、智能车辆等多种系统测试，通过在室内使用机器人小车呈现道路交通场景，用一种安全、精确、高效的方式支持开发和测试验证。

4 ADAS的法规测试和标定测试

现阶段ISO 、ECE 、Euro-NCAP 、FMVSS、GB相关标准制定情况：

（3）报警及制动功能试验要求

1）试验条件

①试验在平整、干燥沥青或混凝土路面进行；

②气温为0-45°C，风速应不影响试验结果；

③视野良好，能保证试验吋车辆行驶安全；

④车辆状态：车辆应合理装载并在在试验过程中不再变化

⑤目标障碍物（后简称“目标”）：常见的M i 类车辆或者基于M i 类车辆的软体仿真车；

2）试验项目：动态目标，静态目标，防误起动。

3）技术参数：

A E B S测试系统位置测量精度0.02 m，速度测量精度0.05 k m /h ,角速度测量精度0.01°/s，加速度测量精度0.01m /s2；AEBS测试系统速度控制精度高于0.5km/h，横向相对位移控制精度0.1m，试验车与目标车纵向相对距离控制精度0.5m，减速度控制精度0.25m/s2。

4.2 自适应巡航控制系统（ACC）

公司采用英国OXTSRT-RANGE无线传输差分GPS系统和英国ABD驾驶系统搭建了自适应巡航测试系统，可实时测量目标车与试验车之间的相对距离、速度等信息，并可使用ABD 驾驶系统精确完成各种类型加速、制动、切入、切出工况，满足企业开发需求。

4.2.1 技术难点

（1）精确的目标识别：判断前方车辆是否位于主车道是一个难点；此外，在转弯等特殊情况下保证目标不丟失也是一个难点。

（2）控制策略复杂：对车辆进行加速或制动的动态控制，控制策略复杂。

（3）舒适性优化：如何在保证安全性的基础上优化舒适性是需要解决的问题。

（4）全速ACC普及：全速ACC技术会更加成熟，得到进一步普及。

（5）ACC与LKA等其他驾驶辅助技术集成：ACC与LKA进行联合控制，即可初步实现纵向与横向的特定工况下的自动驾驶。

（6)ACC与智能交通系统相融合：随着智能交通系统的发展，基于车车通讯、车路协同控制技术的ACC成为未来发展方向之一。

4.2.2 技术参数

试验车辆与目标车辆相对距离测量精度0.02m；

试验车辆与目标车辆相对角度测量精度0.1°；

试验车辆与目标车辆相对速度测量精度0.2km/h。

4 . 2 . 3依据标准

ISO 15622智能交通系统-自适应巡航系统的性能要求及试验方法；

GB/T 20608智能交通系统自适应巡航系统性能要求与检测法。

4.3 车道偏离预警系统（LDW)

4.3.1 LDWS适用范围

无意识的偏离车道是导致商用车辆发生交通事故的主要原因，根据EC661/2009和EU351/2012的规定：2013年11月1日起，新认证的适用车型应安装LDWS 2015年11月1日起，所有新生产适用的车辆也必须安装LDWS。

适用车型：M2、M3、N2、N3，但不包括如下车型：

①最大总质量超过3.5t但不超过8t的N2类半挂牵引车；

②M 2 和M 3 类车中的A 类、I 类、I I 类车辆；

③M 3类铰接客车中的A类、I类、I I类车辆；

④M2、M3、N2、N3类车中的越野车辆和特殊用途车辆；

⑤M 2 、M 3 、N 2 、N 3 类车中的多于3 轴车辆。

4.3.2 LDWS系统简介

系统组成：前视摄像头、电控单元、报警装置、传感器等；

主要输入：车道位置、车速、方向盘转角、转向灯开关等；

主要输出：报警信号；

前视摄像头实吋采集车道标识线图像，电控单元据此判断车辆在车道中所处位置，检测到汽车偏出车道线吋，通过传感器收集车辆数据和驾驶员的操作状态判断该偏离行为是否由驾驶员有意识操作（如变换车道），若判断为是驾驶员无意识造成，则由控制器发出警报信号，提醒驾驶员进行修正；LDWS系统可能与其他系统（如AEBS、ESC、ACC等）集成在一起。

4.3.3 LDWS系统法规认证测试

采用英国OXTS差分GPS定位系统，ABD转向机器人和AVAD型报警信号采集系统搭建车道偏离测试系统，可精确测量控制车辆方向以及车轮与车道线的距离，保证试验的客观性和重复性，达到出口认证和企业开发试验要求。

（1）法规要求

（2）车道偏离报警试验；

（3）系统故障报警试验；

（4）功能取消试验（仅限于具备该功能的车辆)；

（5）其他要求。

（6）技术参数

车辆左前方距离左侧车道边缘距离控制精度0.02m；

车辆右前方距离右侧车道边缘距离控制精度0.02m；

纵向及横向速度控制精度0.2km/h。

（7）依据标准

欧盟法规ECE R130车道偏离预警系统（LDW)；

美国高速公路交通管理局（NHTSA)车道偏离系统试验；

ISO 17361智能交通系统一车道偏离预警系统的性能要求及试验方法；

GB/T 26773智能运输系统车道偏离报警系统性能要求与检测方法；

JT/T 883营运车辆行驶危险预警系统技术要求和试验方法。

（8）实验步骤

a)试验车辆以65±3km/h速度平缓驶入车道中央；

b)保持上述车速，并使车辆朝左侧或右侧平缓地偏出车道标识线，偏离速率控制在0.1-0.8m/s之间，检查系统发出车道偏离报警吋，前轮外缘超出车道线外缘的距离是否在0.3m之内，如果报警吋超出0.3m或者未报警则不满足法规要求；

c)在反方向上重复上述操作；

d)检查驾驶员在主动变换车道（如转动方向盘和开启转向灯等）吋报警信号是否会解除。法规要求LDWS系统在此情况下解除车道偏离报警。

5 V2X相关进展

5.1 V2X的概念

V2X(VehicletoEverything)，即车与外界进行百分百的互联，是未来智能汽车、自动驾驶、智能交通运输系统的基础和关键技术。

V2X包括四部分：

（1）V2N(VehicletoNetwork,车-互联网）：使车辆通过移动网络，连接到云服务器，使用云服务器提供的导航、娱乐、防盗等应用功能。

（2）V2V ( Vehicleto Vehicle ,车-车）：车辆间信息交互和提醒。

（3）V2I(Vehicle to Infra structure,车-基础设施）：车辆可以与道路甚至其他基础设施，如交通灯、路障等通信，获取交通灯信号吋序等道路管理信息。

（4）V2P ( Vehicle to Pedestrian ,车- 行人）：给道路上行人或非机动车安全警告。

5.2 V2X的相关标准

V2X产业分为DSRC和C-V2X两个标准和产业阵营。

一是DSRC 专用短程无线通信标准，以IEEE802.11p为基础，V2V为其主要的应用方式，经过+多年的发展历史，形成以NXP/ST/瑞萨/车企等传统汽车电子产业链。

二是C-V2X，是基于LTE-R14技术为基础，通过LTE-V-D和LTE-V-Cell两大技术支持包括V2I、V2V、V2P等各种应用，目前正处于标准制定的关键阶段，并在去年9月制定了第一版的标准，形成以华为、高通等通信产业链企业、电信运营商和汽车企业为主的产业阵营。

相比于802.11p的DSRC，C-V2X的优势比较明显：

（1）基于蜂窝网络，与目前的4 G和未来的5G网络可以复用，部署成本低。

（2 ）网络覆盖广，网络运营盈利模式清晰。

（3）3GP P标准制定，全球通用，使用单一LTE芯片组，模块成本大幅降低。

（4）C-V2X作为5G的重要组成部分持续演进。

从我国拥有全球最大的L T E网络现状和C-V2X演进的技术优势来看，C-V2X应该是国内V2X技术标准的首选。

5.3 V2X在ADAS上的应用

车辆本身的毫米波雷达、摄像头，采集车辆周边环境，另外通过V2X获取更加广阔的环境参数，例如：+字路口、斜坡信息，道路状况等，形成360度无死角的计算机认知，提升车辆主动安全性。

V2V提供的防碰撞警示提醒，车辆之间的安全距离可以进一步缩短；通过V2I获取的交通管制信号，可以控制通行的速度和选择加减速吋机；V2P 保证路边行人的安全性。三者作用下，使得道路的通行效率可以大大提高。

V2X提供了收集数据的能力，ADAS研发机构可以通过这些数据进行模拟和调优，不断提升自动驾驶预测体验。

6 总结

智能汽车的终极目标是自动驾驶，未来智能汽车将逐步发展成为人类的伙伴，并从以下三个方面来实现汽车对人的最大化延伸。

(一）理解人：未来的智能汽车将充分感知甚至预测驾乘人员的需求和情绪，提供伙伴式的对话和关心；

(二）帮助人：未来智能汽车将成为人类的好帮手，极大提高驾驶安全；

(三）解放人：即实现全面自动驾驶，其主要目的是将人解放出来做更多事情，同吋也可以实现车辆在无人情况下的自由移动。

作者：曹飞 来源：网络 版权归原作者

网址：智能汽车驾驶辅助系统的测试验证 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/210778

相关内容

什么是智能驾驶辅助系统
智能驾驶辅助系统有哪些好处
智能驾驶辅助系统干什么用的
新能源汽车是否配备智能驾驶辅助系统？如自动泊车、自适应巡航等
智能辅助驾驶系统是什么意思
49款车测评：看辅助驾驶新动向
奔驰互联、全新驾驶辅助系统体验
智能驾驶辅助系统：守护每一程安全
开车不用手？解析比亚迪汉EV的DiPilot智能驾驶辅助系统
如何科学安全的使用「汽车智能驾驶辅助」？

随便看看