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如何創(chuàng)建適用于自動駕駛汽車測試的真實低時延HIL環(huán)境
自動駕駛汽車（AV）測試已經進入到了新的階段。越來越多的企業(yè)每年都在推出可上路行駛的全新自動駕駛汽車，而且隨著時間的推移，測試的累積里程也在大幅增加。與此同時，自動駕駛汽車制造商可以使用的實驗室測試工具和技術也在不斷演進。
日益先進的仿真技術可以幫助自動駕駛汽車制造商在舒適的實驗室環(huán)境中，對真實場景下的激光雷達、雷達、GNSS和其它自動駕駛導航系統(tǒng)進行評估。通過仿真車輛及其周圍環(huán)境，制造商和開發(fā)商能夠以快速且可重復的方式，以遠低于道路測試的成本實現(xiàn)對邊緣案例的評估。
在盡可能真實的執(zhí)行過程中，HIL測試可以提供諸多優(yōu)勢。本文將著眼于HIL測試的一些直觀優(yōu)勢，并探討艾克賽普幫助您實現(xiàn)高可靠性、低時延測試環(huán)境的三種方法。
為何自動駕駛汽車需要HIL測試？
硬件在環(huán)（HIL）測試可以提供超越現(xiàn)實道路測試的諸多優(yōu)勢。重要的是，HIL測試可以幫助您無需將HIL硬件在室外進行測試就可以了解其在現(xiàn)實世界中的真實表現(xiàn)。
通過用實驗室測試來替代公共道路上的測試，自動駕駛汽車制造商可以：
加快測試進程并降低成本 － 可以在實驗室中以更短的時間完成數(shù)百萬英里的測試。
規(guī)避公共場所自動駕駛汽車測試方面的復雜法律和法規(guī)。
在開發(fā)進程中的更早階段對不同的硬件和傳感器配置進行評估。
建立可重復的測試進程。
在任意時間點均可測試與天氣或時間關聯(lián)的邊緣案例。
GNSS：HIL環(huán)境中傳感器融合測試的重要組成部分
為了實現(xiàn)準確且安全的導航，自動駕駛汽車要用到多種傳感器及定位、導航和授時技術。
由于沒有任何單一的傳感器能夠在所有條件下都可靠，自動駕駛汽車的開發(fā)人員和測試工程師需要一種開發(fā)和測試傳感器融合解決方案的方法，當某種傳感器失效時，這些算法可以確保關鍵的安全和導航功能可以轉交給另外一套系統(tǒng)，例如，如果糟糕的能見度干擾了車載攝像機，雷達便可接管其功能并擔負起車輛識別的職責。
GNSS系統(tǒng)在傳感器融合中發(fā)揮著關鍵的作用，原因如下：
GNSS是當前惟一可用的定位系統(tǒng) － 因此，它也是惟一可以提供連續(xù)位置數(shù)據(jù)的傳感器。
GNSS提供的是時間數(shù)據(jù) － 此類數(shù)據(jù)在自動駕駛導航中扮演著至關重要的角色。
與其它自動駕駛車輛傳感器不同的是，GNSS不受光照水平和多種惡劣天氣的影響 － 因此也就成為自動駕駛車輛傳感器矩陣中的重要組成部分。
通過將GNSS融入HIL中，自動駕駛汽車制造商不僅能夠測試和開發(fā)自己的傳感器融合技術，還可以定義不同傳感器協(xié)同運作的方式。這意味著這些企業(yè)能夠以更全面*的方式，對產品響應時間變化的能力進行評估。
時延與真實性之間的平衡
HIL配置需要建立所有環(huán)境類型的模型來實現(xiàn)適用于自動駕駛汽車的真實測試，其中還要包含車輛所融合的多種傳感器。建立模型的對象包括道路和車輛，以及傳感器天線、天氣、局部光照，甚至還有電離層，因為只有這樣才能實現(xiàn)滿足測試目標的有代表性的模擬。
但問題在于，當您在仿真的復雜真實場景中添加額外的元素時，都需要面對增加HIL配置總體時延的風險。
在一個典型的HIL設置中，您的駕駛模擬會將車輛數(shù)據(jù)廣播到網(wǎng)絡中的所有模擬器上。接下來，GNSS模擬器會生成一個車輛在真實世界中所體驗到的RF環(huán)境，并且將其傳導給接收機。此后，接收機會生成一個其與HIL平臺和/或網(wǎng)絡上其它模擬器共享的PNT解決方案。這些信號在往返發(fā)送過程中的任何時延都可能導致導航解決方案和真實車輛定位/位置之間的偏差，從而對自動剎車和轉向等特性的性能產生不利影響。
例如，如果您的設置中存在100毫秒的時延，那么當模擬車輛以120千米/小時行駛時便會產生3.3米的定位不確定性，這樣的測試不確定性可能導致車輛超出可接受的性能容限。當您的測試硬件產生的時延太大時，模擬的精度便會下降，而在測試自動駕駛車輛導航和定位時的作用也會大打折扣。
實現(xiàn)低時延HIL模擬的三種方法
保持低時延是您的HIL設置中實現(xiàn)高精度水平和高測試確定性的關鍵。然而，如果您希望對傳感器融合開展全面*的測試，就需要將多種信號生成器包含在環(huán)中，而這樣又可能帶來巨大的時延。
不過，這種情況也是*可以避免的。如果采用正確的硬件，您不僅可以消減此類時延，還可以實現(xiàn)準確、真實的測試。
艾克賽普能夠為汽車開發(fā)商提供三項關鍵的優(yōu)勢：
1. 處理開銷極低的信號生成器
使用非信號生成器的用戶往往都會發(fā)現(xiàn)，這些解決方案會在RF生成中產生巨大的時延。而在艾克賽普，我們提供的是用于GNSS信號生成的硬件解決方案，可以實現(xiàn)比普通替代方案更短的處理時間和更低的時延。
2. 靈活的API
您在模擬軟件中所用的API也將在降低時延方面發(fā)揮關鍵的作用。艾克賽普可以提供專為您的測試設置中的系統(tǒng)所設計的實時通信能力。
3. 插值技術
內插和外插技術可以幫助我們對仿真測試期間的預期時延進行補償。艾克賽普可使用強大的處理和預測能力來實現(xiàn)零有效時延。
以上就是如何創(chuàng)建適用于自動駕駛汽車測試的真實低時延HIL環(huán)境全部內容，如果您對自動駕駛汽車測試有興趣，歡迎聯(lián)系長沙艾克賽普儀器設備有限公司，我們的工程師將為你提供合適的測試方案。Accexp是一家專注于儀器工控設備、測試方案系統(tǒng)集成的科技企業(yè)。作為專業(yè)的儀器儀表公司及測控集成ATE提供商，多年來堅持自主研發(fā)創(chuàng)新，結合引進代理各大的優(yōu)質儀器設備，致力于提供更科學智能的軟硬件測試方案。