從未來(lái)出行的底層技術(shù)談起，NI如何實(shí)現汽車(chē)測試布局

時(shí)間到了2019年末，車(chē)市寒冬仍在持續，與裁員消息一起出現的還有車(chē)企轉型潮，汽車(chē)巨頭及零部件廠(chǎng)商也在通過(guò)轉型變革謀求新發(fā)展，采取各項舉措緩解增量壓力。裁員潮并非只是因為新車(chē)的銷(xiāo)量下滑，本質(zhì)上是傳統汽車(chē)無(wú)法激起人們新的購買(mǎi)欲。智能化的未來(lái)出行被視為推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)渡過(guò)難關(guān)的重要動(dòng)力，傳感器技術(shù)、電氣化系統、軟件系統正在與汽車(chē)行業(yè)融合，打造全新的未來(lái)出行。ADAS（Advanced Driving Assistant System，高級駕駛輔助系統）——泛指利用傳感器、攝像頭、雷達等技術(shù)對車(chē)內外狀態(tài)監測，則是保證駕駛安全的關(guān)鍵一環(huán)。

隨著(zhù)汽車(chē)對安全性要求的不斷提升，ADAS系統越來(lái)越復雜，由此導致測試難度加大，測試時(shí)間也越來(lái)越長(cháng)。NI（National Instruments）通過(guò)提供軟件定義的平臺，致力于讓汽車(chē)的特性分析、驗證生產(chǎn)測試更加靈活和簡(jiǎn)單。在11月中旬舉行的NI年度用戶(hù)大會(huì )NIDays Asia上，NI重磅發(fā)布數據記錄軟件FlexLogger的最新功能、4GHz車(chē)載雷達測試系統(VRTS)等，為行業(yè)注入創(chuàng )新活力。

解決數據記錄難題，全靠FlexLogger這張“王牌”

隨著(zhù)自動(dòng)駕駛系統逐步從L2升級至L3、L4 +，測試系統當然也必須隨之進(jìn)化來(lái)適應新的需求，大量的測試作業(yè)不可避免，由此帶來(lái)數據的爆炸式增長(cháng)。為此，NI開(kāi)發(fā)了基于配置的數據記錄軟件FlexLogger，FlexLogger基于直觀(guān)的工作流程和集成的數據管理功能，可幫助汽車(chē)測試部門(mén)快速捕捉且記錄完整的數據。為適應快速變化的市場(chǎng)需求，NI每隔三個(gè)月都會(huì )發(fā)布一個(gè)新的FlexLogger版本。

NI亞太區汽車(chē)市場(chǎng)戰略經(jīng)理賈青超表示：“特別值得一提的，FlexLogger最近更新的版本中新增加的插件開(kāi)發(fā)工具包，可以很方便地集成第三方I/O，便于進(jìn)行復雜的分析。還能支持高速度、高精度的PXI模塊，這一系列的更新可以大大地加快以及優(yōu)化測試的流程?！?/p>

圖1：NI發(fā)布的數據記錄軟件FlexLogger最新功能

FlexLogger在航空航天、汽車(chē)、工業(yè)等各種需要處理復雜數據的領(lǐng)域都能發(fā)揮巨大的優(yōu)勢，賈青超列舉了兩個(gè)案例，NASA的一個(gè)飛行團隊和現代汽車(chē)的耐久性測試團隊都是FlexLogger的“重度使用者”。

現代汽車(chē)、法雷奧正在尋求不斷升級的測試方法

現代汽車(chē)最新的戰略發(fā)展規劃——2025戰略（Strategy 2025）中提到，在自動(dòng)駕駛方面，預計到2025年，現代汽車(chē)旗下所有車(chē)型都可搭載L2和L3級自動(dòng)駕駛系統，以及可用于泊車(chē)的高級駕駛員輔助系統（ADAS）。

HIL（Hardware-in-the-Loop ，硬件在環(huán) ）是一種用于復雜設備控制器的開(kāi)發(fā)與測試技術(shù)。通過(guò)HIL測試，機器或系統的物理部分被仿真器所代替，這種方法并被廣泛運用于汽車(chē)測試中。

HIL測試在A(yíng)DAS環(huán)境中面臨著(zhù)什么挑戰呢？現代奧創(chuàng )（Hyundai Autron）電控系統部團隊負責人BeomSeop Kim表示：“我們對系統進(jìn)行HIL測試的時(shí)候，遇到3大挑戰：首先，通信線(xiàn)的長(cháng)度受到限制。其次，高級仿真平臺供應商的多樣化。最后，HIL需要較高的成本和較長(cháng)的開(kāi)發(fā)周期?！?/p>

BeomSeop Kim繼續說(shuō)道：“我們必須保證測試平臺的可擴展性和靈活性，因此我們通過(guò)使用NI提供的 PXI、CompactRIO和CompactDAQ來(lái)開(kāi)發(fā)HIL系統，從而有效地減少了控制單元之間通信的復雜度，并且能夠減少系統開(kāi)發(fā)的時(shí)間?！?/p>

現代奧創(chuàng )與NI的合作，取得了顯著(zhù)的成績(jì)：系統的開(kāi)發(fā)周期從18個(gè)月縮短到了3個(gè)月， 總維護成本降低了30%。

圖2：現代奧創(chuàng )電控系統部團隊負責人BeomSeop Kim

輔助駕駛領(lǐng)域另外一個(gè)高段位玩家法雷奧也是NI的合作伙伴。1991年，法雷奧以倒車(chē)超聲波雷達為切入點(diǎn)，涉足傳感器產(chǎn)業(yè)。至今，法雷奧已累計生產(chǎn)了約 10 億個(gè)各種類(lèi)型的傳感器。在自動(dòng)駕駛相關(guān)的各類(lèi)傳感器中，法雷奧目前有著(zhù)Tier-1中最全的量產(chǎn)產(chǎn)品譜系——從超聲波雷達到毫米波雷達，從智能攝像頭到激光雷達。

法雷奧的XtraVue拖車(chē)系統亮相NIDays Asia的舞臺，這款名為XtraVue的拖車(chē)系統使用了安裝在汽車(chē)后部和拖車(chē)尾部的多個(gè)攝像頭，將所有來(lái)源的圖像組合成一個(gè)單一的同質(zhì)圖像，使得拖車(chē)“隱形”，由此擴大司機的視野范圍。

“我們通過(guò)XtraVue系統來(lái)監控和捕獲控制系統、攝像頭、傳感器以及車(chē)身總線(xiàn)以及激光傳感器、慣性測量單元等數據，這些數據的獲得為我們提供了重大的幫助。在軟件測試過(guò)程中，我們使用這些真實(shí)的數據，來(lái)訓練和驗證我們的算法。在硬件代碼測試中，我們使用這些數據來(lái)驗證的控制系統的穩定性以及可靠性。此外，我們也開(kāi)始使用PXI產(chǎn)生的仿真數據，來(lái)面對各種復雜駕駛場(chǎng)景下的挑戰?！狈ɡ讑W汽車(chē)內部控制（深圳）有限公司高級測試系統開(kāi)發(fā)主管盧林表示：“我們在所有的攝像頭項目中均使用了標準的PXI平臺，它貫穿于所有的流程，包括設計、驗證以及生產(chǎn)測試?！?/p>

圖3：法雷奧汽車(chē)內部控制（深圳）有限公司高級測試系統開(kāi)發(fā)主管盧林發(fā)表演講

助力雷達測試，NI推出4 GHz車(chē)載雷達測試系統

2010年，聯(lián)合國大會(huì )將2011至2020年定為道路安全行動(dòng)十年，目前我們正在接近這個(gè)時(shí)間節點(diǎn)。高性能的汽車(chē)雷達將成為是ADAS汽車(chē)的核心配置，24 GHz和79 GHz是目前的主流技術(shù)。與24 GHz傳感器相比，79 GHz傳感器可將速度分辨率和精度提高3倍，將距離分辨率和精度方面提高20倍。得益于79 GHz的應用，自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)和倒車(chē)后方穿行物體警示(RCTA)等基于雷達的安全功能的系統的成本大幅降低了。79 GHz雷達傳感器的主要優(yōu)勢是4 GHz帶寬，可顯著(zhù)提高距離和速度分辨率及精度。

如何保證通過(guò)測試保證雷達系統的穩定性，是測試測量行業(yè)的領(lǐng)先廠(chǎng)商NI在思考的事情，NI在NIDays Asia上重磅推出了4 GHz車(chē)載雷達測試系統(VRTS)，為汽車(chē)ADAS和自動(dòng)駕駛技術(shù)提供有效的測試工具。

NI高級產(chǎn)品規劃師Arturo Vargas Mercado表示：“NI 4GHz VRTS可幫助用戶(hù)建立更精確的測試場(chǎng)景并縮短測試安裝和設置時(shí)間。并且，針對大批量生產(chǎn)部署，VRTS對成本和尺寸都進(jìn)行了優(yōu)化?！?/p>

圖3：NI推出4 GHz車(chē)載雷達測試系統

此外， Arturo Vargas Mercado還指出：“我們的集成商伙伴NOFFZ、凌創(chuàng )、恒潤科技、Konrad，也提供了鼎力支持，與我們攜手為客戶(hù)提供完整的解決方案?！?/p>

圖4：NI 4GHz VRTS集成商合作伙伴

汽車(chē)行業(yè)的智能化將會(huì )給行業(yè)帶來(lái)重大變革，那些成功擁抱了顛覆和變革的企業(yè)，會(huì )擁有非常光明的前景。NI作為測試測量行業(yè)的引領(lǐng)廠(chǎng)商，在汽車(chē)行業(yè)深耕多年，目前已經(jīng)形成了一個(gè)較為完善的產(chǎn)品體系，能夠提供廣泛的I/O選擇，精確的系統時(shí)序和同步功能，配合高可靠性且可擴展的軟件平臺，可以實(shí)現包含雷達，攝像頭，V2X， Record & Playback, GNSS，傳感器融合在內的智能汽車(chē)測試方案以及新能源汽車(chē)三電系統測試方案，致力于滿(mǎn)足OEM，汽車(chē)零部件廠(chǎng)商從研發(fā)驗證到產(chǎn)線(xiàn)測試的測試需求。