算法介紹

傳統(tǒng)組合輔助駕駛算法一般分為感知定位、決策規(guī)劃、控制三部分功能，將傳感器數(shù)據(jù)輸入后，經(jīng)算法處理，輸出控制指令。傳統(tǒng)組合輔助駕駛算法中的決策規(guī)劃模塊，通過規(guī)則代碼迭代來應(yīng)對(duì)不同場景，無法徹底解決越來越多的長尾問題。

圖 1 輔助駕駛算法（圖片來源網(wǎng)絡(luò)）

端到端輔助駕駛算法是一種深度學(xué)習(xí)算法，該算法將傳感器數(shù)據(jù)輸入后，基于大模型直接輸出車輛控制指令。端到端輔助駕駛算法采用一體化黑盒模型，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，解決長尾問題。數(shù)據(jù)量越大，算法的泛化能力就越強(qiáng)，能夠應(yīng)對(duì)的場景就越多。

圖 2 端到端輔助駕駛算法（圖片來源網(wǎng)絡(luò)）

算法測(cè)試需求

端到端輔助駕駛算法的黑盒特性決定了其需要更加全面和充分的測(cè)試，來增強(qiáng)算法的可靠性和安全性。算法的評(píng)測(cè)維度包括：

安全性：需要評(píng)估車輛在行駛過程中是否發(fā)生過碰撞，是否存在違反交通規(guī)則的行為，能否應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)場景。

泛化能力：需要評(píng)估車輛在未訓(xùn)練過的場景中表現(xiàn)如何，能否處理多樣化的場景特征，應(yīng)對(duì)不同的天氣、光照、交通情況。

魯棒性：當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，需要評(píng)估功能能否順利降級(jí)，維護(hù)車輛和人員的安全。

駕駛性能：在車輛行駛過程中，面對(duì)各種不同的場景，需要評(píng)估控制策略是否平滑，制動(dòng)、加速、轉(zhuǎn)向過程是否通過優(yōu)化控制策略提升乘車人員舒適性，車速規(guī)劃是否合理，通行效率是否滿足主觀要求。

算法測(cè)試解決方案

端到端輔助駕駛算法測(cè)試驗(yàn)證同樣也需要基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，解決方案主要分為開環(huán)測(cè)試和閉環(huán)測(cè)試兩種。開環(huán)測(cè)試一般采用數(shù)據(jù)回灌的方法，將實(shí)車數(shù)據(jù)回灌給算法，通過將算法輸出結(jié)果與實(shí)車對(duì)比，判斷算法功能是否激活。算法級(jí)別開環(huán)測(cè)試不需要實(shí)時(shí)仿真，可以快速大批量測(cè)試。不過開環(huán)測(cè)試解決方案中，算法脫離了與環(huán)境的交互環(huán)節(jié)，無法評(píng)估算法的閉環(huán)功能是否正確，因此需要引入閉環(huán)測(cè)試解決方案。

圖 3 端到端輔助駕駛算法測(cè)試解決方案

閉環(huán)測(cè)試解決方案一般采用軟件在環(huán)方案（SIL）和硬件在環(huán)方案（HIL），將仿真場景數(shù)據(jù)輸入給算法，待算法響應(yīng)后，再將算法輸出指令作用于車輛動(dòng)力學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)算法與環(huán)境的交互，用于評(píng)估算法閉環(huán)功能是否正確。

軟件在環(huán)（SIL）測(cè)試解決方案是一種基于代碼級(jí)軟件算法的閉環(huán)測(cè)試解決方案，將算法代碼與環(huán)境模型集成，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)測(cè)試。SIL系統(tǒng)能夠便捷地實(shí)現(xiàn)并發(fā)測(cè)試，有效提升測(cè)試效率，能夠更好地應(yīng)對(duì)海量測(cè)試場景需求。

硬件在環(huán)（HIL）測(cè)試解決方案是一種基于真實(shí)控制器的閉環(huán)測(cè)試方案，將真實(shí)的控制器硬件與環(huán)境系統(tǒng)集成。HIL測(cè)試解決方案不僅能基于真實(shí)的硬件環(huán)境，驗(yàn)證算法功能，還支持模擬各種極限工況，充分檢測(cè)芯片算力能否滿足算法需求。

圖 4 端到端輔助駕駛算法測(cè)試流程

圖 5 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)端到端輔助算法測(cè)試

經(jīng)緯恒潤基于自主研發(fā)的工具鏈，可提供成熟的端到端輔助駕駛算法測(cè)試解決方案，具備數(shù)據(jù)回灌測(cè)試、SIL仿真測(cè)試、HIL仿真測(cè)試全棧技術(shù)能力，本期以SIL和HIL測(cè)試解決方案為主做簡要介紹。

軟件在環(huán)SIL測(cè)試解決方案

TVM是經(jīng)緯恒潤自主研發(fā)的一款SIL仿真軟件平臺(tái)，可將待測(cè)算法集成到TVM軟件中，并集成整車模型、場景模型、感知模型，實(shí)現(xiàn)算法閉環(huán)功能測(cè)試。采用docker技術(shù)，將測(cè)試節(jié)點(diǎn)容器化，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)并行仿真測(cè)試，加速算法的迭代驗(yàn)證。

圖 6 SIL 云泛化測(cè)試解決方案

圖 7 SIL單節(jié)點(diǎn)測(cè)試解決方案

硬件在環(huán)HIL測(cè)試解決方案

硬件在環(huán)HIL系統(tǒng)是一種集成真實(shí)控制器的閉環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了控制器硬件和與之交互的硬件板卡，基于實(shí)時(shí)的仿真環(huán)境，實(shí)現(xiàn)算法的閉環(huán)功能驗(yàn)證。硬件板卡包括用于攝像頭仿真的視頻注入板卡（以視頻注入方案為例），用于超聲波仿真的DSI3板卡（以DSI3協(xié)議仿真為例），用于激光雷達(dá)仿真的車載以太網(wǎng)板卡（以以太網(wǎng)協(xié)議仿真為例），以及整車通訊用的CAN、CANFD板卡和車載以太網(wǎng)板卡等。硬件在環(huán)HIL測(cè)試系統(tǒng)，可以完成基于控制器硬件的功能驗(yàn)證，包括控制器硬件接口、芯片算力、功能邏輯、功能安全和預(yù)期功能安全等。

圖 8 HIL 測(cè)試解決方案

車輛動(dòng)力學(xué)和場景仿真軟件ModelBase介紹

端到端輔助駕駛算法的測(cè)試場景可細(xì)分為基礎(chǔ)功能測(cè)試場景、泛化功能測(cè)試場景、極限功能測(cè)試場景和駕駛特性測(cè)試場景等。

圖 9 端到端輔助駕駛算法測(cè)試場景需求

從算法輸入的角度來說，場景的本質(zhì)是數(shù)據(jù)，通過提供詳盡的數(shù)據(jù)信息，可使得仿真測(cè)試實(shí)現(xiàn)更大價(jià)值。端到端輔助駕駛算法對(duì)數(shù)據(jù)需求主要分為四大類，分別為傳感器數(shù)據(jù)、場景數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)和車輛數(shù)據(jù)，其中傳感器數(shù)據(jù)又分為攝像頭數(shù)據(jù)、激光雷達(dá)數(shù)據(jù)、毫米波雷達(dá)數(shù)據(jù)、超聲波雷達(dá)數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)和GNSS&INS定位數(shù)據(jù)等。

圖 10 端到端輔助駕駛算法數(shù)據(jù)需求

ModelBase是經(jīng)緯恒潤自主研發(fā)的一款專業(yè)的車輛動(dòng)力學(xué)和場景仿真軟件，該軟件實(shí)現(xiàn)了傳感器仿真、道路仿真、場景仿真和車輛模型仿真的功能。基于該平臺(tái)可以定制化實(shí)現(xiàn)不同車型對(duì)傳感器的仿真需求、對(duì)海量場景的仿真需求，對(duì)道路的仿真需求，以及對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)的仿真需求。

圖 11 車輛動(dòng)力學(xué)和場景仿真軟件 ModelBase

測(cè)試案例介紹

SIL 仿真應(yīng)用案例

國內(nèi)某智駕公司的SIL測(cè)試應(yīng)用案例，該項(xiàng)目采用了經(jīng)緯恒潤全棧自主研發(fā)的軟件平臺(tái)，主要包括試驗(yàn)管理軟件TVM、車輛動(dòng)力學(xué)和場景仿真軟件ModelBase、自動(dòng)化測(cè)試軟件TAE，實(shí)現(xiàn)了組合駕駛輔助算法的SIL閉環(huán)仿真測(cè)試。

圖 12 SIL 仿真應(yīng)用案例

客戶收益：

SIL測(cè)試設(shè)備開發(fā)周期縮短為2個(gè)月，快速匹配軟件開發(fā)階段算法接口、功能閉環(huán)的測(cè)試需求。

實(shí)現(xiàn)了測(cè)試節(jié)點(diǎn)并發(fā)執(zhí)行，顯著提升測(cè)試效率。

通過ModelBase車輛動(dòng)力學(xué)和場景仿真軟件，靈活創(chuàng)建了各種罕見場景，采用場景泛化技術(shù)，提升了測(cè)試場景的覆蓋度。

HIL仿真應(yīng)用案例

國內(nèi)某主機(jī)廠的HIL應(yīng)用案例，該項(xiàng)目采用了經(jīng)緯恒潤自主研發(fā)的軟硬件平臺(tái)，主要包括經(jīng)緯恒潤TESTBASE實(shí)時(shí)仿真硬件系統(tǒng)、攝像頭視頻注入仿真模塊、激光雷達(dá)點(diǎn)云仿真模塊、毫米波雷達(dá)總線仿真模塊、超聲波雷達(dá)DSI3仿真模塊、GPS&IMU總線仿真和地圖仿真模塊、車輛動(dòng)力學(xué)和場景仿真軟件ModelBase、試驗(yàn)管理軟件TCS、自動(dòng)測(cè)試執(zhí)行軟件TAE、故障注入軟件EES和總線監(jiān)控軟件VBA等，實(shí)現(xiàn)了組合駕駛輔助的閉環(huán)仿真測(cè)試。

圖 13 HIL 仿真應(yīng)用案例

客戶收益：

基于HIL硬件環(huán)境充分驗(yàn)證了控制器功能，加速了控制器研發(fā)進(jìn)程；

實(shí)現(xiàn)了控制器的功能邏輯測(cè)試和功能安全測(cè)試；

基于HIL環(huán)境復(fù)現(xiàn)實(shí)車上的測(cè)試問題，并對(duì)問題點(diǎn)進(jìn)行了泛化測(cè)試。