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自动驾驶整车在环测试技术.docx
资料介绍
自动驾驶整车在环测试技术
一、引言
仿真测试覆盖了99%以上的场景，封闭场地验证了系统的物理极限，开放道路测试在真实交通环境中评估了系统的综合能力——但三者各自存在局限。仿真环境无法完全还原真实传感器噪声和物理交互的复杂性；封闭场地缺乏真实交通参与者带来的随机性；开放道路测试无法安全地测试极限危险场景。整车在环测试技术在仿真与实车测试之间搭建了一座桥梁：将真实的整车——包括真实的传感器、真实的计算平台和真实的执行器——接入高保真仿真环境，使车辆在物理台架上"行驶"在虚拟世界中。整车在环测试已成为自动驾驶产品准入和安全验证不可或缺的关键环节。
二、整车在环的技术架构
硬件在环层级。 整车在环测试系统由三个核心子系统组成：真实整车或下线车辆接入测试台架；高保真仿真引擎生成虚拟世界的传感器信号；信号注入与交互接口将虚拟传感器信号注入车辆的真实传感器输入端或直接注入计算平台。根据注入层级的不同，整车在环可分为传感器级在环（将虚拟世界的图像/点云直接注入传感器）、信号级在环（将传感器电信号注入计算平台接口）和系统级在环（整车在转毂台架上接受虚拟场景驱动）三个层级。
传感器信号注入。 整车在环的核心技术难点在于如何将虚拟世界的传感器信号"注入"真实的车辆传感器系统。摄像头的注入方式有两种：光学注入通过微投影仪将虚拟图像直接投射到真实的摄像头镜头上，传感器性能完全真实；电注入将虚拟图像数据直接写入摄像头处理芯片的内存接口，绕过光学器件。激光雷达和毫米波雷达的注入同样分为光学注入场景和电注入场景。中国汽研的整车在环实验室同时支持光学注入和电注入两种模式，可根据被测系统的具体需求灵活切换。
车辆动力学与执行器交互。 整车在环系统中，真实的车辆执行器（转向、制动、驱动）对虚拟场景中的驾驶指令做出响应，真实的车辆姿态传感器（IMU、轮速计）将车辆的物理响应反馈至仿真引擎，形成"虚拟世界驱动真实车辆——真实车辆响应反馈虚拟世界"的完整闭环。转毂台架模拟车辆与路面的相互作用，使车辆在物理上"行驶"在虚拟道路上。车辆在转毂上的加速、制动和转向行为必须与仿真环境中的虚拟车辆完全同步，硬件在环的延迟控制在20毫秒以内。
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