項(xiàng)目五任務(wù)1：整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測(cè)試（教師手冊(cè)）

任務(wù)5.1整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測(cè)試-教師手冊(cè)項(xiàng)目五底盤線控系統(tǒng)的綜合測(cè)試課程名稱底盤線控執(zhí)行系統(tǒng)測(cè)試裝調(diào)學(xué)習(xí)任務(wù)名稱整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測(cè)試課時(shí)4課時(shí)課程內(nèi)容仿真測(cè)試的定義、分類、對(duì)像，仿真測(cè)試技術(shù)的問(wèn)題和難點(diǎn)，仿真測(cè)試評(píng)價(jià)基本原則，典型仿真測(cè)試流程及要求，自動(dòng)駕駛仿真軟件，整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測(cè)試一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、目標(biāo)制定【知識(shí)目標(biāo)】了解仿真測(cè)試的定義、分類、對(duì)像、自動(dòng)駕駛仿真軟件；理解仿真測(cè)試技術(shù)的問(wèn)題和難點(diǎn)、仿真測(cè)試評(píng)價(jià)基本原則；掌握典型仿真測(cè)試流程及要求。【技能目標(biāo)】能夠獨(dú)立完成整車底盤線控系統(tǒng)的硬件在環(huán)仿真測(cè)試；能夠熟練完成整車底盤線控系統(tǒng)的自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試?！舅仞B(yǎng)目標(biāo)】嚴(yán)格遵守線控底盤測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)流程；獨(dú)立地計(jì)劃并實(shí)施；耐心友善地與客戶溝通；耐心記錄仿真測(cè)試數(shù)據(jù)。【思政目標(biāo)】通過(guò)了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車的前沿科技，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，增強(qiáng)四個(gè)自信。2.通過(guò)講述拿森科技的品牌故事，展現(xiàn)工匠踏實(shí)肯干、勤奮專研的精神，鼓勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，提高自己的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。二、學(xué)習(xí)內(nèi)容1.學(xué)習(xí)情境描述一臺(tái)線控底盤車輛，客戶反映自動(dòng)駕駛時(shí)，偶爾會(huì)出現(xiàn)線控制動(dòng)力不足的問(wèn)題，假設(shè)你是測(cè)試工程師，你將如何進(jìn)行測(cè)試？2.學(xué)習(xí)內(nèi)容分析本次課程內(nèi)容來(lái)源于企業(yè)真實(shí)的工作任務(wù)，為了更好地對(duì)接企業(yè)工作任務(wù)及流程，提煉本次工作任務(wù)的三要素（如表1所示）。表1工作內(nèi)容分析表工作對(duì)象與客戶溝通車輛問(wèn)題、對(duì)客戶車輛進(jìn)行調(diào)試測(cè)試、記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，輸出測(cè)試報(bào)告工具材料底盤線控產(chǎn)品使用手冊(cè)、臺(tái)架、工具箱、個(gè)人防護(hù)用品、清潔抹布工作要求能根據(jù)客戶描述的問(wèn)題，使用測(cè)試軟件和仿真軟件，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，輸出測(cè)試報(bào)告并與客戶溝通。三、教學(xué)策略1.適用的教學(xué)方法角色扮演（客戶與維修技師）、引導(dǎo)文法、項(xiàng)目教學(xué)法2.適合的組織形式個(gè)人，學(xué)生需獨(dú)立地計(jì)劃并實(shí)施測(cè)試。四、教學(xué)資源1.學(xué)習(xí)環(huán)境為了更好地開(kāi)展工學(xué)結(jié)合的一體化教學(xué)模式，在教學(xué)場(chǎng)地方面，我們充分利用了與企業(yè)工作環(huán)境一致的校企合作校內(nèi)培訓(xùn)基地作為我們的教學(xué)場(chǎng)地，該教學(xué)場(chǎng)地內(nèi)設(shè)學(xué)習(xí)討論區(qū)、資料查詢區(qū)、方案展示區(qū)、操作實(shí)訓(xùn)區(qū)、工具存放區(qū)等（如圖1所示）。圖1：教學(xué)場(chǎng)地布置圖2.學(xué)習(xí)資源根據(jù)完成工作任務(wù)及達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)需要，本次課我們?yōu)閷W(xué)生提供了如下學(xué)習(xí)資源（如表3、4所示）。表2軟件資源一覽表序號(hào)名稱數(shù)量圖例功能特色1學(xué)生手冊(cè)1本/人學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的載體2教學(xué)課件1套輔助教師講解理論知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生討論工作方案3工作頁(yè)1本/人學(xué)生按照工作流程設(shè)計(jì)，模擬真實(shí)的工作場(chǎng)景，填寫工單4教師手冊(cè)1套輔助教師備課表3硬件資源一覽表序號(hào)名稱數(shù)量圖例運(yùn)用環(huán)節(jié)功能特色1教學(xué)臺(tái)架1輛/工位課中幫助學(xué)生掌握實(shí)踐技能2安全帽2頂/工位課中實(shí)訓(xùn)操作時(shí)，用于保障學(xué)生人身安全3工作手套2雙/工位課中實(shí)訓(xùn)操作時(shí)，用于保障學(xué)生人身安全4清潔抹布1塊課后清潔設(shè)備五、教學(xué)實(shí)施過(guò)程（一）學(xué)習(xí)情景導(dǎo)入【提示】教師導(dǎo)入學(xué)習(xí)情景布置工作任務(wù)，學(xué)生接受任務(wù)一臺(tái)線控底盤車輛，客戶反映自動(dòng)駕駛時(shí)，偶爾會(huì)出現(xiàn)線控制動(dòng)力不足的問(wèn)題，假設(shè)你是測(cè)試工程師，你將如何進(jìn)行測(cè)試？（線控制動(dòng)如圖2所示）圖2：線控制動(dòng)（二）理論知識(shí)【提示】教師講授分析解決問(wèn)題的思路和方法，引導(dǎo)學(xué)生信息采集，了解任務(wù)仿真測(cè)試的定義【過(guò)渡】提問(wèn)同學(xué)們什么是仿真？再過(guò)渡到仿真測(cè)試。自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試，是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，它以數(shù)學(xué)建模的方式將自動(dòng)駕駛的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)字化還原，建立盡可能接近真實(shí)世界的系統(tǒng)模型，通過(guò)仿真測(cè)試進(jìn)行分析和研究便可以達(dá)到對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和算法進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證的目的。如圖3所示。圖3：自動(dòng)駕駛虛擬仿真在未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)普及的時(shí)代，車輛已經(jīng)進(jìn)化為信息物理系統(tǒng)的一部分，仿真軟件也將形成智能網(wǎng)聯(lián)汽車與智能交通的中央數(shù)據(jù)平臺(tái)。通過(guò)大數(shù)據(jù)與云計(jì)算為核心的仿真測(cè)試平臺(tái)，記錄車輛運(yùn)行真實(shí)數(shù)據(jù)和軟件算法的決策過(guò)程，記錄與管理單車、車隊(duì)、道路與交通設(shè)施，復(fù)現(xiàn)車輛行駛的具體行為。屆時(shí)，仿真平臺(tái)不僅幫助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)更安全，也將是車隊(duì)運(yùn)營(yíng)、道路設(shè)施與智慧交通的管理平臺(tái)。仿真測(cè)試的分類按照測(cè)試方式不同，仿真測(cè)試可分為：（1）模型在環(huán)(MIL)在仿真測(cè)試模型中，將控制算法模型和被控算法模型連接起來(lái)形成閉環(huán)，即模型在環(huán)測(cè)試。這種測(cè)試方式在模型層面上實(shí)現(xiàn)閉環(huán)測(cè)試，主要目的是支持系統(tǒng)軟件工程師做模型級(jí)別的集成測(cè)試。（2）軟件在環(huán)(SIL)基于軟件進(jìn)行的模型驅(qū)動(dòng)的數(shù)字仿真測(cè)試方法。從模型在環(huán)測(cè)試引申而來(lái)，區(qū)別是把控制器的模型換成了由控制器模型生成的C代碼，軟件在環(huán)測(cè)試的目的是為了驗(yàn)證生成的代碼和模型在功能上是否一致。（3）硬件在環(huán)(HIL)被測(cè)試系統(tǒng)中的傳感器、控制器和執(zhí)行器中部分實(shí)物嵌入仿真回路之中進(jìn)行的仿真測(cè)試。提供可以模擬真實(shí)的系統(tǒng)環(huán)境的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型作為“受控設(shè)備仿真”，并通過(guò)嵌入式系統(tǒng)的輸入輸出將其與仿真系統(tǒng)平臺(tái)相連，形成閉環(huán)。硬件在環(huán)測(cè)試的目的是為了驗(yàn)證控制器。（4）駕駛員在環(huán)(DIL)駕駛員的實(shí)際駕駛行為嵌入到仿真回路之中進(jìn)行的仿真測(cè)試。在對(duì)車輛、發(fā)動(dòng)機(jī)等系統(tǒng)進(jìn)行仿真的基礎(chǔ)上，在保證測(cè)試精度的前提下，增加了交通和環(huán)境的仿真，并將真實(shí)駕駛員引入仿真測(cè)試閉環(huán)，融合傳感器仿真技術(shù)，結(jié)合3D實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。（5）車輛在環(huán)(VIL)完整的車輛系統(tǒng)嵌入仿真回路之中進(jìn)行的仿真測(cè)試。將測(cè)試系統(tǒng)集成到真實(shí)車輛中，并通過(guò)仿真平臺(tái)模擬道路、交通場(chǎng)景以及傳感器信號(hào)，從而構(gòu)成完整測(cè)試閉環(huán)。車輛在環(huán)測(cè)試的目的是驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)功能、各場(chǎng)景仿真測(cè)試、與整車相關(guān)電控系統(tǒng)的匹配及集成測(cè)試。仿真測(cè)試的發(fā)展使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行仿真測(cè)試，最早可以追溯到1940年代。如今，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)廣泛應(yīng)用于核、電、飛行模擬，等各個(gè)領(lǐng)域。早期的仿真測(cè)試主要建立在動(dòng)力學(xué)仿真基礎(chǔ)上，對(duì)車輛開(kāi)發(fā)過(guò)程中的整車動(dòng)力、操縱穩(wěn)定性，制動(dòng)等進(jìn)行仿真測(cè)試參數(shù)優(yōu)化。隨著輔助駕駛與自動(dòng)駕駛功能的不斷發(fā)展，在仿真測(cè)試中，也逐漸提供具有簡(jiǎn)單道路環(huán)境、可編輯的環(huán)境車輛、行人等，和簡(jiǎn)單傳感器模型的仿真測(cè)試。這類仿真測(cè)試，在測(cè)試整車性能基礎(chǔ)上，增加了對(duì)駕駛自動(dòng)化功能的相應(yīng)測(cè)試。如今，面向高等級(jí)駕駛自動(dòng)化功能的仿真測(cè)試，已具備相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)架構(gòu)。在回放真實(shí)測(cè)試場(chǎng)景之外，可以提供更接近真實(shí)動(dòng)態(tài)交通的模擬環(huán)境，以及多樣的駕駛事件或場(chǎng)景。同時(shí)，也有自動(dòng)駕駛公司開(kāi)始使用云服務(wù)來(lái)進(jìn)行大規(guī)模高并發(fā)的仿真測(cè)試，能達(dá)到百萬(wàn)級(jí)車輛同時(shí)進(jìn)行仿真測(cè)試的效果，如圖4所示。圖4：自動(dòng)駕駛云仿真仿真測(cè)試技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了使用高精度的自動(dòng)駕駛地圖、回放真實(shí)自動(dòng)駕駛路測(cè)數(shù)據(jù)，并使用游戲引擎進(jìn)行高保真的仿真測(cè)試階段。在此背景下，仿真測(cè)試技術(shù)在駕駛自動(dòng)化功能開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要性和實(shí)車測(cè)試的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)更加凸顯。這主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：使用仿真測(cè)試平臺(tái)，可以模擬真實(shí)世界中出現(xiàn)概率極低的危險(xiǎn)場(chǎng)景，從而可以使自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在更加豐富和復(fù)雜的場(chǎng)景中進(jìn)行高頻度的有效測(cè)試驗(yàn)證，在保障安全高效的前提下實(shí)現(xiàn)更充分的測(cè)試驗(yàn)證效果，提高自動(dòng)駕駛功能開(kāi)發(fā)和測(cè)評(píng)的可靠性。使用仿真測(cè)試平臺(tái)對(duì)實(shí)車測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)現(xiàn)和泛化，不僅能夠更加有效和深入地分析實(shí)車測(cè)試過(guò)程中的問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化，而且可以更加精準(zhǔn)地約束測(cè)試條件，提升測(cè)試效率，縮短功能開(kāi)發(fā)和測(cè)試周期。仿真測(cè)試技術(shù)的問(wèn)題和難點(diǎn)仿真測(cè)試部署過(guò)程中存在的主要問(wèn)題和難點(diǎn)從宏觀角度分析，仿真測(cè)試需要模塊化、自動(dòng)化。要求各家主機(jī)廠和供應(yīng)商有較強(qiáng)的場(chǎng)景數(shù)據(jù)、測(cè)試數(shù)據(jù)管理能力、場(chǎng)景數(shù)據(jù)和仿真測(cè)試數(shù)據(jù)的分析能力。（1）相同算法在多樣化仿真平臺(tái)測(cè)試驗(yàn)證結(jié)果的一致性問(wèn)題。如何保障SIL、HIL、DIL、VIL仿真測(cè)試結(jié)果一致性；如何保障不同仿真工具鏈測(cè)試結(jié)果一致性；如何保障仿真模型精度在不同平臺(tái)中的一致性。（2）仿真測(cè)試與實(shí)際測(cè)試結(jié)果的一致性問(wèn)題。如何保證仿真模型與實(shí)際被測(cè)件的標(biāo)定真實(shí)性和特性匹配；如何保證仿真測(cè)試各系統(tǒng)之間交互反饋時(shí)鐘同步與實(shí)際測(cè)試的一致性。（3）仿真測(cè)試過(guò)程的問(wèn)題回溯機(jī)制。如何根據(jù)仿真結(jié)果，快速追溯并確認(rèn)仿真測(cè)試過(guò)程中某一模塊是否出現(xiàn)問(wèn)題。（4）仿真測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的多樣化問(wèn)題。如何評(píng)估安全性、穩(wěn)定性等普通衡量標(biāo)準(zhǔn)；如何評(píng)估舒適性、通過(guò)性等難以衡量的標(biāo)準(zhǔn)。（5）測(cè)試場(chǎng)景的針對(duì)性問(wèn)題。如何針對(duì)被測(cè)駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)篩選相應(yīng)的測(cè)試場(chǎng)景；如何快速迭代特定測(cè)試場(chǎng)景以測(cè)算驗(yàn)證被測(cè)系統(tǒng)的性能。軟件在環(huán)技術(shù)的問(wèn)題和難點(diǎn)目前仿真測(cè)試方法主要集中于SIL、HIL、VIL。其中軟件仿真測(cè)試平臺(tái)是構(gòu)建HIL、DIL、VIL的基礎(chǔ)。軟件在環(huán)測(cè)試包含仿真場(chǎng)景搭建、傳感器模型搭建與標(biāo)定、軟件算法集成、動(dòng)力學(xué)模型標(biāo)定集成、自動(dòng)化仿真測(cè)試、仿真測(cè)試數(shù)據(jù)分析等模塊。（1）復(fù)現(xiàn)自動(dòng)駕駛仿真環(huán)境。仿真環(huán)境需包含離散和連續(xù)化的仿真測(cè)試場(chǎng)景；仿真平臺(tái)應(yīng)具備搭建標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試場(chǎng)景能力和快速泛化測(cè)試場(chǎng)景的能力。（2）感知模型搭建。傳感器物理特性標(biāo)定；傳感器模型驗(yàn)證；仿真軟件參數(shù)匹配。（3）執(zhí)行模型搭建。根據(jù)車輛整車參數(shù)建立車輛動(dòng)力學(xué)模型；根據(jù)車輛的操縱穩(wěn)定性、動(dòng)力性、制動(dòng)性標(biāo)定車輛動(dòng)力學(xué)模型；車輛動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證。（4）軟硬件集成。軟硬件接口統(tǒng)一；軟件和軟件、軟件和硬件聯(lián)調(diào)；軟件接口多樣性；軟硬件及執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)鐘同步問(wèn)題。（5）自動(dòng)化測(cè)試。高效自動(dòng)化構(gòu)建大規(guī)模仿真測(cè)試場(chǎng)景、并對(duì)被測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試；基于場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)化分類、管理、檢索場(chǎng)景數(shù)據(jù)；分布式高并發(fā)仿真測(cè)試各軟件算法功能。（6）數(shù)據(jù)分析。仿真測(cè)試數(shù)據(jù)的分層次存儲(chǔ)；仿真數(shù)據(jù)分析的方法論；仿真測(cè)試評(píng)價(jià)。硬件在環(huán)技術(shù)的問(wèn)題和難點(diǎn)（1）資源硬件問(wèn)題。硬件設(shè)施部署的成本較高，需要部署空間較大。（2）攝像頭在環(huán)。視頻黑箱仿真測(cè)試技術(shù)受限于仿真軟件的視覺(jué)處理引擎，難以獲得與實(shí)際環(huán)境完全相同的渲染畫(huà)面；僅適用于驗(yàn)證軟件的邏輯性，難以驗(yàn)證軟件的可靠性和有效性；視頻注入仿真測(cè)試技術(shù)根據(jù)實(shí)際道路視頻做仿真驗(yàn)證，需保障仿真平臺(tái)與視頻的數(shù)據(jù)同步。（3）毫米波雷達(dá)在環(huán)?；夭M器可模擬的目標(biāo)物數(shù)量、目標(biāo)物相對(duì)距離和目標(biāo)物精度有限制；毫米波回波模擬器模擬波形的物理特性需與仿真軟件進(jìn)行多次標(biāo)定以匹配數(shù)據(jù)；毫米波回波模擬器與真實(shí)傳感器物理特性仍然存在差距。整車在環(huán)技術(shù)的問(wèn)題和難點(diǎn)整車在環(huán)技術(shù)的問(wèn)題和難點(diǎn)見(jiàn)表4。表4整車在環(huán)技術(shù)的問(wèn)題和難點(diǎn)整車在環(huán)技術(shù)的問(wèn)題和難點(diǎn)內(nèi)容效率較低VIL只適用于單車測(cè)試。適配問(wèn)題對(duì)于第三方被測(cè)對(duì)象，有一定的適配和使用成本。測(cè)試用例局限無(wú)法在開(kāi)放場(chǎng)地模擬極限工況。針對(duì)車輛主動(dòng)安全問(wèn)題，整車在環(huán)測(cè)試技術(shù)無(wú)法在開(kāi)放場(chǎng)地模擬極限工況，造成測(cè)試用例局限化問(wèn)題。開(kāi)放場(chǎng)地內(nèi)的實(shí)際車輛與仿真環(huán)境的交互行為依賴仿真環(huán)境輸出的信號(hào)，存在安全性問(wèn)題。此外，對(duì)于戶外遠(yuǎn)程仿真測(cè)試，建立可靠的仿真軟件和實(shí)際車輛遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)通信也是一大難點(diǎn)。仿真測(cè)試評(píng)價(jià)基本原則仿真測(cè)試應(yīng)遵循的基本原則為全面性、真實(shí)性和可重復(fù)性。全面性仿真測(cè)試的測(cè)試場(chǎng)景應(yīng)能充分覆蓋ODD（設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍）和邊界場(chǎng)景，并且能用多種測(cè)試方法對(duì)被測(cè)功能的全部層級(jí)在不同開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行測(cè)試。（1）測(cè)試場(chǎng)景的全面性測(cè)試場(chǎng)景設(shè)計(jì)要求能充分覆蓋設(shè)計(jì)的ODD，從而保證自動(dòng)駕駛功能在ODD內(nèi)的驗(yàn)證是充分的，以檢驗(yàn)其基本功能是否實(shí)現(xiàn)，功能安全、預(yù)期功能安全得到驗(yàn)證。測(cè)試場(chǎng)景應(yīng)考慮極端場(chǎng)景。過(guò)于理想的測(cè)試環(huán)境無(wú)法驗(yàn)證自動(dòng)駕駛產(chǎn)品性能的好壞，因此測(cè)試場(chǎng)景應(yīng)包含邊緣場(chǎng)景、事故場(chǎng)景等一些極端場(chǎng)景，通過(guò)對(duì)極限工況的驗(yàn)證提高自動(dòng)駕駛產(chǎn)品的安全性、穩(wěn)定性、可靠性。（2）測(cè)試對(duì)象的全面性測(cè)試對(duì)象需要包含自動(dòng)駕駛功能中涉及的所有感知-決策-執(zhí)行系統(tǒng)，以及對(duì)應(yīng)的軟硬件部分，確保自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在感知、決策、執(zhí)行等各個(gè)層面得到充分的驗(yàn)證，提高自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全性。（3）測(cè)試方法的全面性由于測(cè)試對(duì)象不同，仿真測(cè)試形式不同，測(cè)試方法需包含模型在環(huán)(MIL)、軟件在環(huán)(SIL)、硬件在環(huán)(HIL)、駕駛員在環(huán)(DIL)、車輛在環(huán)(VIL)等，覆蓋產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的不同階段。測(cè)試場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)、測(cè)試平臺(tái)工具鏈能夠覆蓋感知層、決策層和執(zhí)行層，支撐整個(gè)研發(fā)設(shè)計(jì)階段。真實(shí)性仿真測(cè)試的場(chǎng)景參數(shù)應(yīng)基于實(shí)際，邏輯參數(shù)設(shè)置合理，并且測(cè)試輸出結(jié)果應(yīng)與實(shí)車測(cè)試保持基本一致。(1)測(cè)試場(chǎng)景庫(kù)建設(shè)的原始數(shù)據(jù)來(lái)源應(yīng)該真實(shí)。(2)車輛動(dòng)力學(xué)模型作為被控對(duì)象時(shí)，需要標(biāo)定和驗(yàn)證車輛動(dòng)力學(xué)模型，并要求在相同工況下車輛動(dòng)力學(xué)模型仿真結(jié)果與實(shí)車試驗(yàn)結(jié)果較為一致。(3)在已知相同測(cè)試場(chǎng)景與工況下，實(shí)車測(cè)試與仿真測(cè)試的結(jié)果差異應(yīng)該保證在可控范圍之內(nèi)，同時(shí)測(cè)試結(jié)果的趨勢(shì)應(yīng)與實(shí)車測(cè)試一致?？芍貜?fù)性仿真測(cè)試中的同一測(cè)試用例的在同一測(cè)試平臺(tái)多次測(cè)試結(jié)果應(yīng)保持高度一致，在不同測(cè)試的平臺(tái)的測(cè)試結(jié)果的偏差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。(1)在同一測(cè)試平臺(tái)下，同一測(cè)試工況的多次測(cè)試結(jié)果應(yīng)保持高度一致，且測(cè)試結(jié)果偏差應(yīng)該在可接受范圍之內(nèi)。(2)通過(guò)參數(shù)調(diào)整，至少保證同一個(gè)被測(cè)對(duì)象在不同仿真平臺(tái)、不同時(shí)刻的多次試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)保持高度一致，且同一工況的測(cè)試結(jié)果偏差應(yīng)在可接受范圍內(nèi)。仿真測(cè)試對(duì)象MIL階段的仿真測(cè)試對(duì)象模型在環(huán)主要應(yīng)用于算法開(kāi)發(fā)階段，以驗(yàn)證模型能否實(shí)現(xiàn)功能，是否有嚴(yán)重BUG。方便做覆蓋率測(cè)試，分析模型精簡(jiǎn)程度，防范死循環(huán)的出現(xiàn)。在測(cè)試決策層時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)純軟件仿真，依托仿真平臺(tái)的性能，加速測(cè)試，提高效率。算法模型接收到仿真環(huán)境傳來(lái)的目標(biāo)真值列表信號(hào)后，進(jìn)行決策，輸出控制信號(hào)，以及其他狀態(tài)變量，包含車輛的模式管理、橫向控制、縱向控制、安全決策、人機(jī)管理等。將控制算法與車輛模型連接起來(lái)，形成閉環(huán)，并根據(jù)車輛模型狀態(tài)變換輸入，來(lái)對(duì)控制算法實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行測(cè)試。SIL階段的仿真測(cè)試對(duì)象（1）感知算法感知系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)傳感器傳回的原始數(shù)據(jù)、目標(biāo)級(jí)數(shù)據(jù)，根據(jù)算法進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)濾波和感知，并利用多源異構(gòu)傳感器信息融合策略，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步篩選，并重構(gòu)車輛周邊環(huán)境模型。攝像頭、毫米波雷達(dá)給環(huán)境感知系統(tǒng)以目標(biāo)級(jí)數(shù)據(jù)列表為主，而激光雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別需要較強(qiáng)的計(jì)算能力，因此需要單獨(dú)的GPU工控機(jī)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別后，再進(jìn)一步傳送至環(huán)境感知系統(tǒng)。超聲波雷達(dá)的工作原理較為簡(jiǎn)單，只具備測(cè)距能力不具備方位角測(cè)量能力，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的量較小，以模擬信號(hào)處理為主，傳感器傳回的數(shù)據(jù)就是目標(biāo)距離，因此不需要類似于圖像、點(diǎn)云的目標(biāo)識(shí)別的復(fù)雜算法。感知系統(tǒng)對(duì)車輛周邊環(huán)境的精準(zhǔn)判斷是ADAS/AD的決策主要輸入，感知出錯(cuò)，決策也無(wú)法保證正確。（2）決策算法計(jì)算平臺(tái)根據(jù)自身定義的ADAS/AD算法，利用感知環(huán)節(jié)的輸入，進(jìn)行多傳感器感知信息的融合，依據(jù)車輛所處場(chǎng)景信息，做出自身的決策規(guī)劃，規(guī)避障礙物，完成既定的自動(dòng)駕駛?cè)蝿?wù)。同時(shí)輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)車輛做出橫向或者縱向運(yùn)動(dòng)。決策是比較關(guān)鍵的一部分，決策是在感知基礎(chǔ)上對(duì)下一步（加速還是減速、如何轉(zhuǎn)向等）進(jìn)行判斷，同時(shí)，決策系統(tǒng)還會(huì)兼顧舒適性和安全性問(wèn)題?？刂浦傅氖擒囕v本身的一些控制系統(tǒng)，它通過(guò)決策大腦對(duì)車輛下達(dá)一些指令，比如說(shuō)轉(zhuǎn)向、剎車、加速。HIL階段的仿真測(cè)試對(duì)象（1）感知系統(tǒng)處理器毫米波雷達(dá)與攝像頭在傳感器端已經(jīng)集成了目標(biāo)識(shí)別、濾波、跟蹤算法實(shí)現(xiàn)的的處理器，可以輸出已經(jīng)濾波后的目標(biāo)信息，例如車輛目標(biāo)距離、相對(duì)速度、車道線寬度、車道線長(zhǎng)度、車道線相對(duì)位置、交通標(biāo)志識(shí)別結(jié)果等。激光雷達(dá)的線束越多、探測(cè)范圍越廣，單次處理的點(diǎn)云數(shù)量也隨之增加，對(duì)處理器的性能需求也隨之增強(qiáng)，因此是否集成處理器與傳感器使用的性能有關(guān)。V2X車路協(xié)同的車載終端接收和輸出至環(huán)境感知傳感器的都是目標(biāo)級(jí)信號(hào)，因此對(duì)數(shù)據(jù)處理器性能要求并不高。超聲波雷達(dá)的信號(hào)處理以模擬信號(hào)，且只有較為單一的數(shù)據(jù)，因此低性能的處理板卡就能覆蓋需求。（2）決策系統(tǒng)控制器計(jì)算平臺(tái)功能性能場(chǎng)景庫(kù)，測(cè)試計(jì)算平臺(tái)在運(yùn)行過(guò)程中的功能與性能。計(jì)算平臺(tái)作為自動(dòng)駕駛大腦，在系統(tǒng)架構(gòu)上，域控制器作為整車電子電器中的一員，有功能安全等級(jí)的要求。VIL階段的仿真測(cè)試對(duì)象（1）被測(cè)車輛整車自動(dòng)駕駛樣車要求工作在自動(dòng)駕駛模式，首先需要對(duì)樣車線控系統(tǒng)進(jìn)行改造，完成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和檔位系統(tǒng)CAN總線可控并滿足精度要求。a.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：自動(dòng)駕駛樣車采用油車，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門，控制油門百分比對(duì)應(yīng)油門踏板開(kāi)度，符合發(fā)動(dòng)機(jī)J1939相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可連續(xù)響應(yīng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)指令，控制車輛穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。b.制動(dòng)系統(tǒng)：通過(guò)CAN總線發(fā)送制動(dòng)減速度指令，車輛實(shí)時(shí)反饋制動(dòng)狀態(tài)信息，制動(dòng)系統(tǒng)能在瀝青路面提供連續(xù)可控的減速度。c.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS），通過(guò)CAN總線控制方向盤角度，并反饋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角度、扭矩、角加速度等狀態(tài)信息；EPS電機(jī)根據(jù)機(jī)械參數(shù)進(jìn)行匹配，能快速響應(yīng)CAN總線控制信號(hào)。d.檔位系統(tǒng)：自動(dòng)駕駛樣車選用自動(dòng)變速箱，可接受CAN總線指令，控制車輛運(yùn)行在前進(jìn)檔、空擋、后退檔，并通過(guò)CAN總線反饋擋位信息。工具鏈部署要求：a.實(shí)車設(shè)備部署：包含自動(dòng)駕駛算法計(jì)算平臺(tái)安裝，仿真測(cè)試計(jì)算平臺(tái)安裝，以及必要外設(shè)的安裝。包含設(shè)備固定，設(shè)備供電，設(shè)備通信物理鏈路連接。b.實(shí)車軟件部署：包含自動(dòng)駕駛算法模塊配置，虛擬仿真軟件配置，通信接口模塊安裝配置。c.實(shí)車設(shè)備通信接口調(diào)試：包含虛擬仿真軟件與自動(dòng)駕駛算法之間的通信調(diào)試、虛擬仿真軟件與車輛之間的通信調(diào)試，自動(dòng)駕駛軟件與車輛之間的通信調(diào)試。d.實(shí)車測(cè)量設(shè)備調(diào)試：設(shè)備自身調(diào)試，設(shè)備與主車設(shè)備通信調(diào)試。（2）被測(cè)感知功能a.毫米波雷達(dá)；b.超聲波雷達(dá)；c.激光雷達(dá)；d.V2X車路協(xié)同車載終端；e.高精度地圖；f.攝像頭。DIL階段的仿真測(cè)試對(duì)象駕駛員在環(huán)測(cè)試，可以開(kāi)展ADAS和AD（自動(dòng)駕駛）控制器的主觀評(píng)價(jià)，人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)，以及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的人機(jī)接管功能測(cè)試。(1)控制器測(cè)試方向上的DIL測(cè)試對(duì)象：將ADAS和AD（自動(dòng)駕駛）控制器集成到駕駛模擬器上，能夠在整車開(kāi)發(fā)流程早期進(jìn)行ADAS和AD系統(tǒng)功能的駕乘體驗(yàn)主觀評(píng)價(jià)，即通過(guò)主觀評(píng)價(jià)的方式來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)功能的用戶友好程度和可接受度，以便整車廠進(jìn)行性能對(duì)標(biāo)及系統(tǒng)方案選型。同時(shí)可以在整車開(kāi)發(fā)流程后期進(jìn)行ADAS和AD系統(tǒng)功能的駕乘體驗(yàn)主觀評(píng)價(jià)，以便整車廠進(jìn)行控制器虛擬標(biāo)定。(2)人機(jī)交互方向上的DIL測(cè)試對(duì)象：人機(jī)交互的DIL在環(huán)主要應(yīng)用于人機(jī)交互界面及控制域開(kāi)發(fā)階段的測(cè)試驗(yàn)證，用于驗(yàn)證人機(jī)交互界面的可用性、合理性、規(guī)范性、安全性。通過(guò)DIL在環(huán)平臺(tái)中復(fù)現(xiàn)HMI的控制邏輯和界面元素，分析試驗(yàn)中的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)和駕駛員行為表現(xiàn)數(shù)據(jù)，對(duì)人機(jī)交互界面進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證?？梢詼y(cè)試人機(jī)交互界面中的儀表預(yù)警信號(hào)、預(yù)警時(shí)機(jī)、文字符號(hào)清晰度、中控的導(dǎo)航、收音機(jī)、音樂(lè)調(diào)節(jié)、空調(diào)調(diào)控、HUD清晰度、HUD界面設(shè)計(jì)。通過(guò)人機(jī)交互的DIL測(cè)試，可以提高HMI的安全性和美觀度，降低成本風(fēng)險(xiǎn)。(3)人機(jī)接管功能：人機(jī)接管功能根據(jù)周邊場(chǎng)景環(huán)境、本車狀態(tài)以及駕駛員的狀態(tài)提供人機(jī)接管信號(hào)，并根據(jù)駕駛員響應(yīng)來(lái)執(zhí)行響應(yīng)的控制權(quán)轉(zhuǎn)換。通過(guò)模擬或者實(shí)際道路的場(chǎng)景觸發(fā)人機(jī)接管功能開(kāi)啟，并測(cè)試在規(guī)定接管場(chǎng)景觸發(fā)接管信號(hào)的顯示時(shí)間、體現(xiàn)形式是否達(dá)標(biāo)，在接管信號(hào)期間，自動(dòng)駕駛功能的顯示是否清晰，駕駛員接管操作策略的合理性以及穩(wěn)定性，期間自動(dòng)駕駛相關(guān)HMI信號(hào)的合理性?？蓪⑷藱C(jī)接管功能策略移植到仿真平臺(tái)中，利用DIL的安全性與可重復(fù)性，對(duì)人機(jī)接管功能進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)。典型仿真測(cè)試流程及要求現(xiàn)階段，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)主要包括：環(huán)境感知系統(tǒng)、決策規(guī)劃系統(tǒng)和控制執(zhí)行系統(tǒng)，外界環(huán)境信息和車輛動(dòng)態(tài)信息通過(guò)感知系統(tǒng)收集，通過(guò)通訊接口傳輸?shù)經(jīng)Q策系統(tǒng)運(yùn)算，生成操作指令輸出控制系統(tǒng)，控制車輛各組件運(yùn)行，如加速、轉(zhuǎn)向等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能。對(duì)上述系統(tǒng)開(kāi)展仿真測(cè)試，需要開(kāi)展對(duì)自動(dòng)駕駛算法、組件及系統(tǒng)集成的測(cè)試，保證整體性能滿足設(shè)計(jì)和安全法規(guī)要求。按照自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的研發(fā)周期，仿真測(cè)試分為模型在環(huán)、軟件在環(huán)、硬件在環(huán)、駕駛員在環(huán)和車輛在環(huán)五個(gè)測(cè)試階段，各階段原則上采用遞進(jìn)的方式執(zhí)行，也可根據(jù)實(shí)際需求并行執(zhí)行，在每一個(gè)階段均涉及自動(dòng)駕駛的三個(gè)主要組成系統(tǒng)測(cè)試。目前主要的仿真測(cè)試階段的層次關(guān)系如圖5所示。圖5：仿真測(cè)試階段的層次關(guān)系圖每一個(gè)測(cè)試階段按照一般的軟件測(cè)試方法設(shè)計(jì)測(cè)試要求、測(cè)試配置、接口定義、測(cè)試用例、測(cè)試步驟和測(cè)試數(shù)據(jù)等。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)主要包括：環(huán)境感知系統(tǒng)、決策規(guī)劃系統(tǒng)和控制執(zhí)行系統(tǒng)，外界環(huán)境信息和車輛動(dòng)態(tài)信息通過(guò)感知系統(tǒng)收集，通過(guò)通訊接口傳輸?shù)經(jīng)Q策系統(tǒng)運(yùn)算，生成操作指令輸出控制系統(tǒng)，控制車輛各組件運(yùn)行，如加速、轉(zhuǎn)向等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能。在上述三個(gè)主要子系統(tǒng)中分別包括了傳感器模型、決策模型、控制對(duì)象模型及對(duì)應(yīng)的軟件和硬件部件，按照從部件到系統(tǒng)的原則，在每一個(gè)階段均涉及自動(dòng)駕駛的三個(gè)主要組成系統(tǒng)測(cè)試。為便于高效設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試及驗(yàn)證，在仿真測(cè)試環(huán)節(jié)中，對(duì)上述子系統(tǒng)及其涉及的模型、軟件和硬件可根據(jù)需要分別開(kāi)展仿真測(cè)試，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展對(duì)自動(dòng)駕駛算法、組件及系統(tǒng)集成的整車測(cè)試。即對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的模型算法、計(jì)算平臺(tái)、域控制器等依次開(kāi)展模型在環(huán)、軟件在環(huán)、硬件在環(huán)測(cè)試，之后對(duì)整車開(kāi)展駕駛員在環(huán)和車輛在環(huán)測(cè)試。對(duì)于仿真測(cè)試階段，典型的測(cè)試流程包括：測(cè)試需求分析、測(cè)試資源配置、接口定義、設(shè)計(jì)測(cè)試用例、執(zhí)行測(cè)試、對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析以及測(cè)試結(jié)束條件等主要環(huán)節(jié)。（1）測(cè)試需求分析測(cè)試需求分析：明確仿真測(cè)試任務(wù)和目的，以此制定測(cè)試要求。明確仿真任務(wù)的輸入，被測(cè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的功能規(guī)范和性能指標(biāo)，主體架構(gòu)框圖（包含系統(tǒng)輸入輸出及子系統(tǒng)間輸入輸出關(guān)系），被測(cè)系統(tǒng)操作運(yùn)行范圍（ODD），測(cè)試范圍，相應(yīng)的文檔說(shuō)明。明確仿真測(cè)試系統(tǒng)的性能要求（同步性、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性等）和應(yīng)用范圍。明確仿真結(jié)果的輸出要求，仿真輸出的數(shù)據(jù)格式及內(nèi)容，仿真輸出數(shù)據(jù)頻率，仿真數(shù)據(jù)結(jié)果分析，相應(yīng)的文檔及測(cè)試報(bào)告要求。明確仿真所需資源，時(shí)間要求、人員要求、人員所承擔(dān)的責(zé)任、仿真工具要求、仿真模型要求、場(chǎng)地要求等。（2）測(cè)試資源配置測(cè)試資源配置：根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目和需要，對(duì)仿真系統(tǒng)進(jìn)行的參數(shù)設(shè)置工作。包括車輛模型配置、靜態(tài)場(chǎng)景配置、動(dòng)態(tài)場(chǎng)景配置、傳感器模擬配置、控制器配置等主要過(guò)程。其中，車輛模型配置主要設(shè)置空氣動(dòng)力學(xué)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、輪胎等；靜態(tài)場(chǎng)景配置主要是設(shè)置道路參數(shù)，包括道路、標(biāo)線、標(biāo)志、護(hù)欄、植被、路燈、天氣等，生成場(chǎng)景文件；動(dòng)態(tài)場(chǎng)景配置主要是目標(biāo)模型的輸入，包括車輛、行人、動(dòng)物以及他們之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系；傳感器模型配置主要是通過(guò)傳感器、攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)的物理特性根據(jù)仿真測(cè)試需求進(jìn)行建模；控制器配置主要是設(shè)置供電配置電壓、接口配置和協(xié)議配置。（3）接口定義接口定義：主要包括各子系統(tǒng)和單元間接口的匹配和開(kāi)發(fā)工作，接口類型包括數(shù)據(jù)格式接口、通信接口、執(zhí)行期和控制器之間的接口以及特殊接口等，典型單元包括車輛模型、環(huán)境模型、傳感器模型、高精度地圖等。（4）設(shè)計(jì)測(cè)試用例測(cè)試用例：兼顧測(cè)試充分性和效率的原則，對(duì)自動(dòng)駕駛測(cè)試任務(wù)的描述、搭建和執(zhí)行過(guò)程，具有可重復(fù)性。描述主要包含功能描述、靜態(tài)場(chǎng)景、動(dòng)態(tài)場(chǎng)景、期望測(cè)試結(jié)果、通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)等方面，搭建主要包括硬件初始化、軟件初始化、參數(shù)初始化、功能定義數(shù)據(jù)庫(kù)、自然駕駛數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用和場(chǎng)景設(shè)置，執(zhí)行過(guò)程主要包括測(cè)試輸入（包括場(chǎng)景輸入、駕駛?cè)瞬倏剌斎?、指令輸入和通信輸入）、前提和約束、測(cè)試實(shí)施過(guò)程、監(jiān)控和測(cè)試自動(dòng)化、終止條件等步驟。系統(tǒng)校核與驗(yàn)證。根據(jù)需求分析結(jié)果，設(shè)計(jì)驗(yàn)證場(chǎng)景或工況，對(duì)仿真測(cè)試系統(tǒng)（包含軟件和硬件）進(jìn)行校核和驗(yàn)證。根據(jù)仿真測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求對(duì)仿真測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行校核。根據(jù)仿真測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用需求，結(jié)合道路試驗(yàn)和臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)仿真測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行逐層級(jí)驗(yàn)證，即先進(jìn)行層級(jí)較低的子系統(tǒng)驗(yàn)證，再進(jìn)行層級(jí)較高的系統(tǒng)驗(yàn)證，最后形成整套仿真測(cè)試系統(tǒng)的驗(yàn)證。驗(yàn)證后對(duì)仿真測(cè)試系統(tǒng)的驗(yàn)證范圍和置信度進(jìn)行評(píng)估。如果不滿足測(cè)試要求，則需要重新開(kāi)展第二步，仿真測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，迭代進(jìn)行，直至滿足測(cè)試要求。（5）測(cè)試執(zhí)行測(cè)試執(zhí)行：根據(jù)被測(cè)系統(tǒng)測(cè)試需求，制定試驗(yàn)大綱，試驗(yàn)大綱包含被測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試場(chǎng)景或工況，試驗(yàn)時(shí)間安排，試驗(yàn)方法，試驗(yàn)環(huán)境，試驗(yàn)人員安排，試驗(yàn)輸出的數(shù)據(jù)或信號(hào)內(nèi)容定義。通過(guò)軟件運(yùn)行，開(kāi)展具體的仿真場(chǎng)景測(cè)試工作，從而取得測(cè)試對(duì)象針對(duì)仿真平臺(tái)輸入信號(hào)的響應(yīng)數(shù)據(jù)的過(guò)程。包括初始狀態(tài)設(shè)置、測(cè)試車輛運(yùn)行、目標(biāo)車輛添加、測(cè)試車輛決策、測(cè)試過(guò)程監(jiān)控、測(cè)試過(guò)程自動(dòng)化、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)。（6）分析測(cè)試結(jié)果測(cè)試結(jié)果：檢查數(shù)據(jù)是否按照指定頻率及格式存儲(chǔ)。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)分類、統(tǒng)計(jì)、篩選、可視化。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，確保仿真結(jié)果沒(méi)有超出仿真測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，確保仿真結(jié)果達(dá)到一致性要求。根據(jù)仿真結(jié)果，按照測(cè)試任務(wù)要求，結(jié)合仿真測(cè)試系統(tǒng)的置信度，以及被測(cè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)被自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并評(píng)估是否滿足測(cè)試要求和測(cè)試目標(biāo)。（7）分析測(cè)試結(jié)束條件測(cè)試結(jié)束條件：主要用來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)仿真測(cè)試是否達(dá)到預(yù)定要求，通常包括:a.已按要求完成預(yù)定的系統(tǒng)測(cè)試任務(wù)；b.實(shí)際測(cè)試過(guò)程遵循了預(yù)定的測(cè)試計(jì)劃；c.客觀、完備地記錄了測(cè)試過(guò)程和測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的所有問(wèn)題；d.測(cè)試的全過(guò)程自始自終在控制下進(jìn)行；e.測(cè)試中的異常有合理解釋或者正確有效的處理；f.全部測(cè)試用例、測(cè)試軟件和測(cè)試配置項(xiàng)已完成，數(shù)據(jù)已記錄。自動(dòng)駕駛仿真軟件【過(guò)渡】提問(wèn)同學(xué)們玩過(guò)的汽車游戲，過(guò)渡到自動(dòng)駕駛仿真軟件。目前行業(yè)上有應(yīng)用的自動(dòng)駕駛仿真軟件是百花齊放、五花八門，常見(jiàn)的有PanoSim、PreScan、Carmaker、51VR、VTD、CARLA等。PanoSimPanoSim是新一代自動(dòng)駕駛模擬仿真軟件，專注于通過(guò)模擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車虛擬研發(fā)的一體化化工具與平臺(tái)。PanoSim集高精度車輛動(dòng)力學(xué)模型、汽車行駛環(huán)境模型、車載環(huán)境傳感模型與交通模型等于一體，可與Matlab/Simulink無(wú)縫鏈接并支持離線與實(shí)時(shí)仿真功能。如圖6所示。圖6：PanoSimPanoSim不僅包括復(fù)雜的車輛動(dòng)力學(xué)模型、底盤（制動(dòng)、轉(zhuǎn)向和懸架）、輪胎、駕駛員、動(dòng)力總成（發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱）等模型，還支持各種典型驅(qū)動(dòng)型式和懸架形式的大、中、小型轎車的建模以及仿真分析。它提供了三維數(shù)字虛擬試驗(yàn)場(chǎng)景建模與編輯功能，支持對(duì)道路及道路紋理、車道線、交通標(biāo)識(shí)與設(shè)施、天氣、夜景等汽車行駛環(huán)境的建模與編輯。PreScanPreScan是一款基于物理模型的仿真平臺(tái)，最初用于駕駛輔助、駕駛預(yù)警、避撞和減少碰撞等功能的前期開(kāi)發(fā)和測(cè)試，現(xiàn)也可用于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。如圖7所示。圖7：PanoSimPreScan可支持多種類型傳感器的模型建立與設(shè)置，包括魚(yú)眼攝像頭、單目攝像頭、雙目攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、V2X通訊傳感器、車道線傳感器、目標(biāo)物體識(shí)別傳感器等。PreScan可以對(duì)道路模型進(jìn)行設(shè)置與編輯，具備道路數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置坡度、曲率、側(cè)傾、高架等，具備參數(shù)化得路面模型，支持自動(dòng)化測(cè)試，支持非鋪裝路仿真，支持第三方地圖OSM/OpenDRIVE高精地圖導(dǎo)入；可以搭建環(huán)境模型，包括路面及路邊設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)、交通標(biāo)志數(shù)據(jù)庫(kù)、建筑物、綠化帶數(shù)據(jù)庫(kù)、支持用戶自定義3D模型導(dǎo)入；支持道路使用者的創(chuàng)建、編輯，包括轎車和摩托車、商用車、行人及自行車、測(cè)試用氣球車等；支持天氣、光照等天氣條件的搭建，包括創(chuàng)建白天、黑夜雨雪霧天氣、設(shè)置車燈及路燈等，光照模型具有傳感器響應(yīng)特性。CarmakerCarmaker首先是一個(gè)優(yōu)秀的動(dòng)力學(xué)仿真軟件，提供了精準(zhǔn)的車輛本體模型(發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、懸架、傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向等)，Carmaker的車輛模型與Carsim精度一致，將車輛比作多體-非線性系統(tǒng)，并根據(jù)車輛子系統(tǒng)進(jìn)行了清晰的設(shè)置（例如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的Pfeffer模型、制動(dòng)系統(tǒng)模型、發(fā)動(dòng)機(jī)模型）。如圖8所示。圖8：CarmakerCarMaker具有開(kāi)放性的毫米波雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等多個(gè)高精度傳感器模型。在場(chǎng)景模擬方面，Carmaker可模擬不平坦的道路（例如減速帶、坑洼），可從HERE地圖直接導(dǎo)入真實(shí)道路環(huán)境；駕駛?cè)四Ｐ涂啥x其駕駛風(fēng)格（激進(jìn)型、穩(wěn)健型），可支持復(fù)雜的駕駛操作，并具有學(xué)習(xí)功能，可適應(yīng)不同的車輛、道路特征；交通流模型可定義幾乎無(wú)限數(shù)量的交通參與者，每個(gè)參與者都可添加動(dòng)力學(xué)模型，并可根據(jù)事件對(duì)參與者進(jìn)行精細(xì)控制。CarMaker作為平臺(tái)軟件，可以與很多第三方軟件進(jìn)行集成，如ADAMS、AVLCruise、rFpro等，可利用各軟件的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行聯(lián)合仿真。同時(shí)CarMaker配套的硬件，提供了大量的板卡接口，可以方便的與ECU或者傳感器進(jìn)行HIL測(cè)試。51VR51Sim-One是51VR自主研發(fā)的一款集多傳感器仿真、交通流與智能體仿真、感知與決策仿真、自動(dòng)駕駛行為訓(xùn)練于一體的自動(dòng)駕駛仿真與測(cè)試平臺(tái)，如圖9所示。51Sim-One內(nèi)置了一系列場(chǎng)景庫(kù)和測(cè)試案例庫(kù)，包括開(kāi)放區(qū)域真實(shí)場(chǎng)景、大規(guī)模城市道路、鄉(xiāng)村道路、高速公路、停車場(chǎng)等。圖9：51Sim-One51Sim-One可以通過(guò)WorldEditor快速地從無(wú)到有創(chuàng)建基于OpenDRIVE的路網(wǎng)，或者通過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)和地圖影像等真實(shí)數(shù)據(jù)還原路網(wǎng)信息。51VR支持在場(chǎng)景中自由地配置全局交通流、獨(dú)立的交通智能體、對(duì)手車輛、行人等元素來(lái)構(gòu)建動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，結(jié)合光照、天氣等環(huán)境的模擬來(lái)呈現(xiàn)豐富多變虛擬世界。VTDVTD目前運(yùn)行于Linux平臺(tái)，它的功能覆蓋了道路環(huán)境建模、交通場(chǎng)景建模、天氣和環(huán)境模擬、簡(jiǎn)單和物理真實(shí)的傳感器仿真、場(chǎng)景仿真管理以及高精度的實(shí)時(shí)畫(huà)面渲染等。如圖10所示。圖10：VTDVTD支持物理級(jí)復(fù)雜傳感器建模仿真，類型包括視頻、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)等。VTD采用OpenDRIVE、OpenCRG和OpenSCENARIO標(biāo)準(zhǔn)，便于虛擬環(huán)境的重建和測(cè)試場(chǎng)景的開(kāi)發(fā)。VTD支持OpenDRIVE格式高精地圖的導(dǎo)入，并基于此完成虛擬世界和環(huán)境的重建，現(xiàn)對(duì)道路和環(huán)境的模擬。具備或可擴(kuò)展豐富的道路元素庫(kù)，包括道路、交通標(biāo)志、路面標(biāo)線、交通燈、道路附屬設(shè)施、道路周圍建筑和樹(shù)木等交通環(huán)境要素模型庫(kù)；支持復(fù)雜路網(wǎng)快速建模，可以設(shè)置不同道路形態(tài)的模型，具備車道級(jí)數(shù)據(jù)的應(yīng)用能力；支持交通仿真和真實(shí)工況的導(dǎo)入，支持和第三方車輛動(dòng)力學(xué)軟件的集成。CARLACARLA是由西班牙巴塞羅那自治大學(xué)計(jì)算機(jī)視覺(jué)中心指導(dǎo)開(kāi)發(fā)的開(kāi)源模擬器，CARLA提供了開(kāi)源代碼和協(xié)議，以及為自動(dòng)駕駛創(chuàng)建的開(kāi)源數(shù)字資源（包括城市布局、建筑以及車輛）。如圖11所示。圖11：CARLACARLA平臺(tái)能夠支持傳感套件和環(huán)境條件的靈活配置。支持不同天氣狀況，如晴天、雨天、雨后和晴朗等；支持不同傳感器模式，如正常攝像頭視覺(jué)、真實(shí)深度和真實(shí)語(yǔ)義分隔；提供測(cè)試場(chǎng)景資源庫(kù)，包含40座不同的建筑，16個(gè)運(yùn)動(dòng)汽車模型和50個(gè)行人模型。CARLA的特點(diǎn)：（1）通過(guò)服務(wù)器多客戶端架構(gòu)的可擴(kuò)展性：相同或不同節(jié)點(diǎn)中的多個(gè)客戶端可以控制不同的參與者。（2）靈活的API：CARLA公開(kāi)了一個(gè)強(qiáng)大的API，允許用戶控制與模擬相關(guān)的所有方面，包括交通生成、行人行為、天氣、傳感器等等。（3）自動(dòng)駕駛傳感器套件：用戶可以配置多種傳感器套件，包括激光雷達(dá)、多攝像頭、深度傳感器和GPS等。（4）用于規(guī)劃和控制的快速模擬：此模式禁用渲染以提供不需要圖形的交通模擬和道路行為的快速執(zhí)行。（5）地圖生成：用戶可以通過(guò)RoadRunner等工具按照OpenDrive標(biāo)準(zhǔn)輕松創(chuàng)建自己的地圖。（6）交通場(chǎng)景模擬：引擎ScenarioRunner允許用戶基于模塊化行為定義和執(zhí)行不同的交通情況。（7）ROS集成：CARLA通過(guò)ROS-bridge與ROS集成（8）自動(dòng)駕駛基線：提供自動(dòng)駕駛基線作為CARLA中的可運(yùn)行代理，包括AutoWare代理和條件模仿學(xué)習(xí)代理。（三）任務(wù)實(shí)施【咨詢】詢問(wèn)學(xué)生操作過(guò)程中遇到的問(wèn)題，收集問(wèn)題【引導(dǎo)】引導(dǎo)學(xué)生思考討論“整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測(cè)試內(nèi)容有哪些？”整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測(cè)試流程整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測(cè)試實(shí)訓(xùn)，具體流程如圖12所示：圖12：整車底盤線控系統(tǒng)的在環(huán)仿真測(cè)試流程設(shè)備物料介紹【提示】結(jié)合實(shí)物講解設(shè)備包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)（下文簡(jiǎn)稱教學(xué)臺(tái)架），物料及防護(hù)用品包括清潔抹布、安全帽和工作手套。設(shè)備物料見(jiàn)表5。表5設(shè)備物料介紹序號(hào)名稱數(shù)量圖例1教學(xué)臺(tái)架1輛/工位2安全帽2頂/工位3工作手套2雙/工位4清潔抹布1塊作業(yè)前的準(zhǔn)備（1）檢查并穿戴工作手套和安全帽。（2）檢查臺(tái)架萬(wàn)向輪是否已鎖止，確保萬(wàn)向輪處于鎖止?fàn)顟B(tài)。（3）連接臺(tái)架電源線，啟動(dòng)臺(tái)架電源，如圖13所示。圖13：?jiǎn)?dòng)臺(tái)架電源（4）啟動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后臺(tái)架電腦自動(dòng)啟動(dòng)，檢查換檔旋鈕的檔位是否處于N檔，如圖14所示。圖14：?jiǎn)?dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)硬件在環(huán)仿真測(cè)試（1）在電腦桌面打開(kāi)“智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車調(diào)試軟件-線控底盤”。（2）選擇CAN通道1，將波特率調(diào)整為：500k，打開(kāi)“開(kāi)啟設(shè)備”按鈕，CAN數(shù)據(jù)會(huì)實(shí)時(shí)的刷新，如圖15所示。圖15：調(diào)試軟件（3）打開(kāi)“使用仿真”按鈕，進(jìn)行硬件在環(huán)仿真測(cè)試，如圖16所示。圖16：硬件在環(huán)仿真測(cè)試界面(4)操作臺(tái)架上的加速踏板、方向盤和制動(dòng)踏板（如圖17所示），按照仿真軟件地圖上的路徑，正確駕駛汽車，測(cè)試線控驅(qū)動(dòng)、線控轉(zhuǎn)向和線控制動(dòng)工作是否正常，信號(hào)傳輸是否正常。（行駛路徑可以自定義）圖17：操作加速踏板、方向盤和制動(dòng)踏板自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試【引導(dǎo)】先引導(dǎo)學(xué)生思考討論“自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試的項(xiàng)目有哪些？”勾選“自動(dòng)駕駛”，進(jìn)入自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試，仿真車輛會(huì)按照系統(tǒng)設(shè)置好的程序從起點(diǎn)行駛到終點(diǎn)，之后又以該終點(diǎn)作為起點(diǎn)，繼續(xù)行駛到下一個(gè)終點(diǎn)，不斷重復(fù)循環(huán)。如圖18所示。圖18：自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試界面（1）按車道線行駛測(cè)試測(cè)試仿真車輛是否按車道線正常行駛，如圖19所示。圖19：按車道線行駛測(cè)試（2）直線加速行駛測(cè)試測(cè)試仿真車輛在直線行駛狀態(tài)下是否加速行駛，如圖20所示。圖20：直線加速行駛測(cè)試（3）減速行駛測(cè)試測(cè)試仿真車輛在轉(zhuǎn)彎、路口、下坡、進(jìn)入隧道前等場(chǎng)景是否減速行駛，如圖21、22、23、24所示。圖21：轉(zhuǎn)彎減速行駛測(cè)試圖22：路口減速行駛測(cè)試圖23：下坡減速行駛測(cè)試圖24：進(jìn)入隧道前減速行駛測(cè)試（4）紅燈停車測(cè)試測(cè)試仿真車輛在遇到紅燈時(shí)是否正常減速并停車，如圖25所示。圖25：紅燈停車測(cè)試（5）環(huán)島行駛測(cè)試測(cè)試仿真車輛在環(huán)島道路上是否正常行駛，如圖26所示。圖26：環(huán)島行駛測(cè)試（6）環(huán)形調(diào)頭行駛測(cè)試測(cè)試仿真車輛在進(jìn)行環(huán)形調(diào)頭時(shí)是否正常行駛，如圖27所示。圖27：環(huán)形調(diào)頭行駛測(cè)試如果需要重新測(cè)試，單擊“路徑規(guī)劃”，再單擊“回到起點(diǎn)”（如圖28所示），可以重新測(cè)試。圖28：路徑規(guī)劃界面測(cè)試完成后，取消“自動(dòng)駕駛”的勾選，關(guān)閉“使用仿真”按鈕，再單擊“路徑規(guī)劃”，單擊“回到起點(diǎn)”，結(jié)束測(cè)試。整理與清潔（1）關(guān)閉軟件和電腦。（2）關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。（3）關(guān)閉臺(tái)架電源開(kāi)關(guān)并拔出電源線。（4）清潔臺(tái)架和工作臺(tái)。（5）卸下安全防護(hù)用品。（四）任務(wù)考核【提示】教師監(jiān)督學(xué)生完成任務(wù)考核硬件在環(huán)仿真測(cè)試根據(jù)你的測(cè)試結(jié)果