ADAS验证的关键技术：HIL测试系统

ADAS硬件在环（HIL）测试系统必须满足自动驾驶车辆中高级驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶（AD）复杂功能方面日新月异的验证和确认要求，为人类提供所需的安全保障。

采埃孚凭借其专业知识和产品组合，赋予车辆全方位的感知、决策和执行能力，在市场上处于领先地位。其企业座右铭“感知－决策－执行（See－Think－Act）”简明扼要地概括了企业的发展主题。例如，采埃孚将摄像头与传感器系统（雷达或激光雷达）互连，提供360度全景视图（感知）。此外，采埃孚还通过电子控制单元网络或中央高性能计算平台开发、生成和连接车辆交换中心的数据（决策）。当然，该公司还连接了驱动、底盘或转向系统中的机电一体化系统，以创建现代化驱动功能（执行）。这不仅增强车辆安全性，而且还提高了车辆效率。

ZMS测试系统开发部的愿景是开发出富有创新性的高质量测试系统，以满足复杂的ADAS和AD验证与确认的特定需求。

该任务是为采埃孚公司构建基于HIL的测试系统原型，其中包括可用于串行开发项目的硬件、软件和流程。

图2：ZF ADAS图片由采埃孚公司提供

ADAS对测试系统的开发有很高的要求，开发这些系统时，重点和需求不再仅仅是高计算能力，而是比以往任何时候都更注重可扩展性、灵活性和高度网络化系统运行的方方面面。待测系统（SUT）是一款采埃孚汽车级雷达传感器，适用于自适应巡航控制、防碰撞、碰撞前安全系统或副驾驶功能等典型ADAS应用。随着SUT的复杂性日益增加，开发新测试系统时必须要从平台角度出发。 

此类测试系统的关键方面包括：

• 模块化：核心HIL和附加软件系统组件的即插即用性

• 可扩展性：从单个ADAS ECU验证到高性能360°AD传感器数据回放和闭环虚拟现实仿真

• 可靠性：具备最高可用性要求的全天候串行HIL集群运行

• 兼容性：将新的HIL测试系统集成到与企业IT基础设施、现有工具和流程相关的现有生态系统中

• 流畅的可操作性：HIL集群设置，用于远程访问、操作和维护以及诊断各种串行验证

• PXIe-1082机箱
• PXIe-8840 Intel i7四核，8 GB RAM，320 GB硬盘 
• PXI-6683定时和同步模块
• 2个PXI-8512 CAN-FD总线接口

• 采用Ubuntu操作系统的19英寸HIL控制PC机
• 12 V直流电源
• 16安培电源插口
• 外部MIPI/CSI-2和SPI再注入设备
  
  

  

  
  

  图3：HIL实时核心仿真系统

HIL实时操作和再注入数据流的软件架构包括：

• ROS（C++）节点，用于处理记录的雷达数据

• LabVIEW组件，用于HIL实时操作、总线通信和同步

• 脚本和其他软件组件，用于启用远程控制和操作，以及连接至SystemLink服务器

凭借ZMS和采埃孚公司各自的竞争优势，NI协助建立了软件流程和维护。这有助于构建一个功能强大的模块化HIL软件库，从而为未来的HIL项目奠定基础，并为2022年成为“NI卓越中心”铺平了道路。

ZMS的软件开发依赖于基于Scrum的敏捷软件开发以及持续的集成和部署（CI/CD）的现有流程，如下图所示。

图4： 软件开发流程

下图概述了HIL测试系统设置中数据流和通信之间的依赖关系。

图5： 软件开发流程

下图描述了将各种HIL测试系统作为一个HIL集群集成至系统开发和验证过程的流程。

图6：系统开发和验证流程

将HIL原型开发扩展至全天候HIL集群时，SystemLink的远程HIL实时软件部署、系统操作和维护功能就有了用武之处。NI的解决方案可帮助采埃孚节省时间并实现可扩展性。这意味着采埃孚的测试计划可以与自身的创新时间表保持一致。

在雷达HIL开发项目中，ZMS的测试系统开发部门获得“NI卓越中心”认证是其中的一项显著成就。该团队具有出色的工程技术水平，并提供了省时的软件开发流程、可扩展和扩充的软件设计和架构，以及持续开展培训、指导和学习。 

我们的战略合作伙伴关系会支持我们在未来能够成功地将安全可靠的ADAS和AD系统推向市场。

“AD和ADAS需要结合不同的测试方法，这虽然很有挑战性，但对于保证驾驶员和乘客的安全并最终实现自动驾驶汽车至关重要。借助NI解决方案，我们可以构建系统，并朝着实现真实和虚拟测试相结合的全面测试策略迈进一步。”

——Thomas Herpel博士，ZF Mobility Solutions测试系统开发高级经理，德国因戈尔施塔特

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