NI针对自动化和定制化的测试需求提出两种平台化方案.doc

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1、NI针对自动化和定制化的测试需求提出两种平台化方案　　NI平台化方法的优势　　据麦姆斯咨询介绍，美国国家仪器（NationalInstruments，简称NI），作为一家专注于测试、测量、自动化解决方案的领先企业。在自动驾驶的领域里，NI服务于汽车产业链上的各芯片厂、零部件厂、主机厂，为它们在自动驾驶研发过程中，提供产线测试和实验室辅助验证的解决方案。仪器是测试最重要的媒介和手段。NI针对自动化和定制化的测试需求，提出了两种平台化方案，一个是虚拟仪器，第二个是图形化软件。平台化的核心概念是允许用户做自定制，然后基于模块化硬件来提高系统的重用

2、性。凡是使用过NI仪器的用户，都知道NI仪器是没有界面的，所有界面都是客户自定制的界面。NI所提供的仪器也没有主机，而是由一个个模块和一个个网卡组成，所有仪器就像自动驾驶系统一样，可拆分成为感知、决策、执行三个部分。仪器主要承担输入输出和计算两个部分，其中NI提供的是输入输出，计算部分利用商用计算机平台，统一整合起来就可以实现集成化的方法（如图1）。　　　　图1平台化方法的优势NI在自动驾驶领域的解决方案从2017年开始，在公司战略层面上，NI定义了新的发展方向，未来将关注的四个行业方向分别是（图2）：半导体、汽车、航空航天、科研院所。这四

3、个方向里面，除了平台之外，更进一步需要积累针对于行业的实际方案。　　　　图2NI汽车解决方案　　自动驾驶测试验证的目的是什么？　　主要是验证系统高可靠性以确保自动驾驶的安全性。绝对安全是一个非常遥远的概念，要证明自动驾驶比人工驾驶更安全，最基础的手段就是进行大量的路测数据比对。对人工驾驶而言，即便是常规的安全性测试门槛也很高。根据美国交通部统计数据，全美所有司机一年驾驶里程大概3万亿英里，一年内美国发生的伤害事故大概2300万起，致命死亡事故大概32000起。这意味着在人工驾驶的情况下，发生一例死亡事故的平均驾驶里程是1亿英里。那么要证明自

4、动驾驶比人工驾驶更安全，路测的基础里程应该是多少？在今年4月，NI在首尔举办的一场活动中，梅赛德斯奔驰的测试人员透露，到现在为止他们在44款项目上，总共做了900万英里的路测。截止2018年3月，Waymo自动驾驶的路测里程超500万英里。这个数据和我们要达到的一个驾驶员平均1亿英里的安全行驶里程还有很大差距，所以纯粹用路测来验证安全性，其成本和负担非常大（图3）。　　　　图3验证无人驾驶的安全性需要大量的测试　　NI提供的方法，将作为路测的辅助，实现在软件、硬件、零部件和台架的平台上通过硬件在环（HIL）安全性验证。讲到硬件在环，基本的核

5、心概念就是把车辆抽象为一个模型，包括动力总成、底盘、刹车、ADAS。传统的做法，是将这些都通过参数化的方法进行配置和仿真，把真实的控制器和可灵活配置的场景模拟器进行互联，从而替代一部分路测功能。而NI在传统硬件在环测试上添加了新的功能，使ADAS能够在硬件在环领域进行验证。ADAS的测试对象，主要包括雷达、摄像头、激光雷达、ADAS以及后端的节点（图4）。　　　　图4主要的ADAS测试对象　　NI针对雷达、摄像头、V2X的硬件在环测试（1）雷达毫米波雷达探测的原理和蝙蝠、海豚很像，是通过微波在空间反射时间的延迟判断距离，通过反射波形的频移判

6、断对象是在接近还是在远离。所以在仿真验证的平台上，同样可以通过高效、高速的硬件在微波传输的时间内，利用软件实现对雷达发射波频谱的频移以及时间叠加，让雷达误以为是一个真实目标。NI现在的仿真测试，可以实现的主要参数指标为（图5）：目标距离4米到500米，距离分辨率可达0.1米，速度分辨率可达0.1公里/小时。这些参数指标满足现在市场主流的需求。　　　　图5NI汽车雷达测试系统　　主要参数指标成功案例：在2017年的上海汽车展上，NI汽车雷达测试系统（VRTS）已经成功发布。中国汽车技术研究中心（简称中汽研），在NI的平台上通过回波模拟的方法，

7、验证了自动驾驶开发阶段的场景以及安全性指标。在这个平台上目前可实现三种常见场景的仿真测试（图6），分别是ACC（自适应巡航）、FCW（前方碰撞预警）相关标准中定义的场景以及C-NCAP2018版中AEB（自动紧急制动）定义的典型场景。　　　　图6基于VRTS实现的测试场景　　NI与中汽研合作，根据中国交通事故数据库，未来也将在中国道路上的常见事故数据加载到这样一个平台上，以针对常见事故进行仿真和验证。这里有几个问题需要解决——场景怎么去加载？仿真是否和真实路况场景一样逼真？NI的解决办法主要是通过和第三方的场景建设软件进行互联，譬如和两家比

8、较主流的场景软件公司合作，分别是PreScan和Carmaker。NI可以做到从场景仿真软件上提取要在硬件上仿真的对象坐标，通过回波模拟器将实际信号和场景实时互联，然后发射到真实