ADAS、新能源引領(lǐng)汽車(chē)測試根本巨變，NI平臺化方案一統多領(lǐng)域融合需求

　　近日，Intel宣布與Alphabet旗下的自動(dòng)駕駛公司W(wǎng)aymo展開(kāi)合作，共同打造適用于任何路況的Level 4級和Level 5級自動(dòng)駕駛計算平臺。前不久，配備了Audi AI自動(dòng)駕駛系統的新一代奧迪A8全球首發(fā)，作為全球首款具備Level 3級自動(dòng)駕駛功能的量產(chǎn)車(chē)型備受業(yè)界矚目……目前，科技企業(yè)和傳統整車(chē)巨頭正搶灘自動(dòng)駕駛，而ADAS是從傳統汽車(chē)向無(wú)人駕駛進(jìn)發(fā)的關(guān)鍵。

　　NI 數據采集和控制全球業(yè)務(wù)和技術(shù)總監James Smith在汽車(chē)測試及質(zhì)量監控博覽會(huì )(中國)(Automotive Testing Expo CHINA 2017)表示，ADAS的持續演進(jìn)，不僅使得汽車(chē)中傳感器的種類(lèi)和數量持續增加，更加速推進(jìn)了基于不同傳感器的融合技術(shù)(Sensor Fusion)，這一切都將使得汽車(chē)測試的復雜度大幅提升，效率及成本挑戰隨之而來(lái)。

　　圖1. NI專(zhuān)家在汽車(chē)測試及質(zhì)量監控博覽會(huì )(中國)上受訪(fǎng)暢談未來(lái)汽車(chē)測試的挑戰

　　右一為NI 數據采集和控制全球業(yè)務(wù)和技術(shù)總監James Smith，左一為NI資深技術(shù)市場(chǎng)工程師楊千惠

　　ADAS測試也講“Fusion”，平臺化解決方案漸成王牌

　　近年來(lái)，ADAS系統滲透率迅速提升，據中信證券研究部預測，得益于政策法規推動(dòng)傳統廠(chǎng)商普及前裝以及互聯(lián)網(wǎng)跨界競爭者倒逼等驅動(dòng)力，2020年中國ADAS市場(chǎng)規模有望達到2,000億元，其中前裝市場(chǎng)滲透率達到30%。

　　圖2. 中信證券研究部預測2020年中國ADAS市場(chǎng)規模有望達到2000億元

　　作為感知單元，基于攝像頭圖像識別的環(huán)視系統，以及疊加雷達的綜合感知應用是ADAS的硬件核心，據NI資深技術(shù)市場(chǎng)工程師楊千惠介紹，根據國際自動(dòng)機械工程師學(xué)會(huì )(SAE)設置的L0~L5的智能駕駛分級定義，目前整個(gè)汽車(chē)行業(yè)還處于L2~L3的過(guò)渡階段，而隨著(zhù)智能駕駛的等級越高，傳感器在整車(chē)中的分布會(huì )更廣，融合應用也會(huì )更深入。James Smith強調：“隨著(zhù)傳感器數量的增加，僅各傳感器的單獨測試已經(jīng)涌現出不少新需求，而考慮到智能駕駛所需的傳感器融合技術(shù)，在系統級層面對各個(gè)傳感器進(jìn)行同步、整體性能的測試更將對測試本身以及測試成本提出挑戰?！?/p>

　　有別于其他測試廠(chǎng)商，NI以軟件為中心的平臺化測試解決方案在A(yíng)DAS測試方面有著(zhù)自己的獨有優(yōu)勢：

　　1.NI在射頻測試以及圖像形成領(lǐng)域有著(zhù)多年積累，隨著(zhù)雷達在A(yíng)DAS系統中的分量越來(lái)越重，這也使得NI汽車(chē)測試解決方案的專(zhuān)業(yè)性突出;

　　2.同時(shí)，基于PXI的靈活測試平臺，NI測試解決方案可以實(shí)現微秒級的精準同步測試，這也是NI PXI平臺能夠無(wú)縫銜接到傳感器融合測試中的原因;

　　3.不論射頻測試，還是同步性能測試……這些優(yōu)勢都是基于NI統一的軟硬件平臺，而NI的平臺化測試解決方案同樣能夠貫穿到汽車(chē)測試的整個(gè)流程中，例如前期的模型在環(huán)(MIL)、軟件測試，中期的硬件在環(huán)(HIL)仿真，以及最終的整車(chē)場(chǎng)景測試。

　　圖3. NI統一的平臺化解決方案貫穿整個(gè)汽車(chē)測試流程

　　因此，“無(wú)論是對測試工程師，還是對驗證工程師，無(wú)論是實(shí)驗室測試，還是最終的整車(chē)場(chǎng)景測試，NI解決方案都是提供統一的平臺，其中的代碼更可以高度復用，這不僅簡(jiǎn)化了工程師的開(kāi)發(fā)難度，提升了測試效率，更能有效控制測試成本，” 楊千惠補充道。

　　目前，NI的這套測試方案已經(jīng)經(jīng)歷市場(chǎng)驗證。正如文章開(kāi)頭提到震動(dòng)業(yè)界的全球首款具備L3級自動(dòng)駕駛功能的量產(chǎn)車(chē)型新一代奧迪A8的發(fā)布，NI和奧迪基于A(yíng)DAS測試的合作早已展開(kāi)。在基于NI PXI平臺的解決方案實(shí)現雷達測試后，Niels Koch(Component Owner of Radar Systems，Audi AG)對NI在汽車(chē)電子和軟件測試的高能效給予了高度評價(jià)：“得益于具備業(yè)界最寬帶寬以及最低延遲軟件特性的PXI矢量信號收發(fā)儀，NI幫助我們更好地測試了自動(dòng)駕駛雷達傳感器，同時(shí)幫助我們在產(chǎn)品設計早期發(fā)現問(wèn)題，這在以前是無(wú)法想象的?！?/p>

　　圖4. NI攜貫穿研發(fā)驗證到產(chǎn)線(xiàn)測試的ADAS汽車(chē)測試整體解決方案亮相展會(huì )

　　對標國內ADAS滲透率的迅速提升，中國市場(chǎng)一直是NI全力布局的重點(diǎn)，據楊千惠介紹，吉利已經(jīng)和NI合作開(kāi)展針對77GHz汽車(chē)毫米波雷達的測試。除了整車(chē)廠(chǎng)以外，NI同樣和中國的多所高校及研究機構，例如吉林大學(xué)，展開(kāi)前沿研究合作。

　　基于高性能運算處理模塊FlexRIO FPGA，NI同樣制勝新能源汽車(chē)測試

　　當然，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)格局的變化不只自動(dòng)駕駛，NI平臺化的測試解決方案更不僅適用于A(yíng)DAS測試。除了以ADAS為核心的自動(dòng)駕駛之外，新能源以及車(chē)聯(lián)網(wǎng)這兩大版塊正在撬動(dòng)汽車(chē)行業(yè)發(fā)生根本巨變，同時(shí)，也帶動(dòng)傳統汽車(chē)測試與面向未來(lái)的汽車(chē)測試之間存在巨大gap。

　　James Smith認為：“目前，中國已經(jīng)超過(guò)北美，成為世界上最大的新能源汽車(chē)市場(chǎng)，極具前景?！贝_實(shí)，在眾多國家優(yōu)惠政策的助推下，新能源汽車(chē)已經(jīng)成為中國汽車(chē)市場(chǎng)的生力軍。根據中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )公布的數據顯示，2016年中國新能源車(chē)銷(xiāo)量為50.7萬(wàn)輛，同比增長(cháng)53%。今年4月25日公布的《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(cháng)期發(fā)展規劃》中也明確將節能汽車(chē)列入發(fā)展重點(diǎn)，預計到2020年，中國新能源車(chē)年產(chǎn)銷(xiāo)達到200萬(wàn)輛。

　　據James Smith介紹，相較于傳統汽車(chē)，新能源汽車(chē)中的三電系統是核心，其中電機和電池的測試環(huán)節至關(guān)重要，例如，新能源汽車(chē)的電機轉速非?？?，大概是傳統汽車(chē)中的500倍左右，而對于電池，也需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的高性能測試。針對這兩個(gè)方面，NI也有實(shí)際案例站臺。

　　為了幫助斯巴魯研發(fā)其全球首款跨界混動(dòng)車(chē)型Subaru XV Crosstrek Hybrid，NI開(kāi)發(fā)了一個(gè)全新的驗證系統，由一個(gè)真實(shí)發(fā)動(dòng)機ECU和一個(gè)仿真發(fā)動(dòng)機運行的HIL系統組成。在測試期間，只需修改一個(gè)參數，HIL系統就可以輕松仿真復雜的測試情境。由于整個(gè)過(guò)程所需的計算性能非常高，斯巴魯認為NI是唯一能夠滿(mǎn)足這些需求的供貨商。

　　據悉，斯巴魯的核心系統硬件采用了NI FlexRIO FPGA模塊，這是一款搭載FPGA芯片且基于PXI的控制器，用于模擬發(fā)動(dòng)機運行的模型，所有程序均使用NI LabVIEW系統設計軟件進(jìn)行部署。斯巴魯之所以決定采用NI FlexRIO平臺主要是因為該平臺使用FPGA進(jìn)行控制和運算，給運算處理性能帶來(lái)極大優(yōu)勢，可達到1.2 μs的仿真速率，而其他廠(chǎng)商的大多數仿真平臺都采用CPU執行運算，導致循環(huán)速率僅為5 μs ~ 50 μs之間。

　　“基于NI FlexRIO FPGA平臺，斯巴魯所有開(kāi)發(fā)出來(lái)的測試模式僅在118個(gè)小時(shí)內就能自動(dòng)執行完畢，而手動(dòng)執行所有測試的話(huà)大約需要2,300個(gè)小時(shí)，NI的解決方案為客戶(hù)節省了95%的時(shí)間，” 楊千惠基于客戶(hù)的反饋分享到。

　　汽車(chē)測試融合未來(lái)，“統一”正成為行業(yè)關(guān)鍵詞

　　圖5. NI汽車(chē)測試解決方案完全覆蓋ADAS、新能源及車(chē)聯(lián)網(wǎng)等測試需求

　　提供一套以軟件為核心的平臺化測試方案，是NI解決方案的核心，而“統一”更成為NI測試解決方案的關(guān)鍵詞，無(wú)論是ADAS、新能源還是車(chē)聯(lián)網(wǎng)測試;無(wú)論是前期的模型在環(huán)、軟件測試，還是中期的HIL仿真，抑或后期的整車(chē)場(chǎng)景測試，NI統一的解決方案貫穿汽車(chē)測試的各個(gè)細分領(lǐng)域，各個(gè)流程。

　　James Smith談到，即使面對基于不同標準協(xié)議通信的V2X領(lǐng)域，NI同樣可以利用PXI平臺完成例如802.11p，WiFi，以及未來(lái)5G等不同通信協(xié)議的測試?；贜I模塊化的硬件平臺，客戶(hù)只需要對軟件進(jìn)行相應的修改，就可以非常方便地實(shí)現不同的功能。

　　“面向未來(lái)的汽車(chē)測試，不僅需要NI在技術(shù)層面‘一路向前’，更離不開(kāi)基于NI統一的軟硬件平臺的合作伙伴的發(fā)展以及生態(tài)系統的建立，例如此次參展我們特別Highlight了NI的合作伙伴——Konrad Technologies針對傳感器融合測試的Demo，”楊千惠總結道：“就在V2X領(lǐng)域，NI基于自身的無(wú)線(xiàn)測試系統(WTS)攜手合作伙伴NOFFZ，共同為HARMAN提供了完整的無(wú)線(xiàn)通信測試解決方案?！?/p>