從未來(lái)出行的底層技術(shù)談起，NI如何實(shí)現(xiàn)汽車測(cè)試布局

時(shí)間到了2019年末，車市寒冬仍在持續(xù)，與裁員消息一起出現(xiàn)的還有車企轉(zhuǎn)型潮，汽車巨頭及零部件廠商也在通過(guò)轉(zhuǎn)型變革謀求新發(fā)展，采取各項(xiàng)舉措緩解增量壓力。裁員潮并非只是因?yàn)樾萝嚨匿N量下滑，本質(zhì)上是傳統(tǒng)汽車無(wú)法激起人們新的購(gòu)買欲。智能化的未來(lái)出行被視為推動(dòng)汽車行業(yè)渡過(guò)難關(guān)的重要?jiǎng)恿?，傳感器技術(shù)、電氣化系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)正在與汽車行業(yè)融合，打造全新的未來(lái)出行。ADAS（Advanced Driving Assistant System，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）——泛指利用傳感器、攝像頭、雷達(dá)等技術(shù)對(duì)車內(nèi)外狀態(tài)監(jiān)測(cè)，則是保證駕駛安全的關(guān)鍵一環(huán)。

隨著汽車對(duì)安全性要求的不斷提升，ADAS系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，由此導(dǎo)致測(cè)試難度加大，測(cè)試時(shí)間也越來(lái)越長(zhǎng)。NI（National Instruments）通過(guò)提供軟件定義的平臺(tái)，致力于讓汽車的特性分析、驗(yàn)證生產(chǎn)測(cè)試更加靈活和簡(jiǎn)單。在11月中旬舉行的NI年度用戶大會(huì)NIDays Asia上，NI重磅發(fā)布數(shù)據(jù)記錄軟件FlexLogger的最新功能、4GHz車載雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)(VRTS)等，為行業(yè)注入創(chuàng)新活力。

解決數(shù)據(jù)記錄難題，全靠FlexLogger這張“王牌”

隨著自動(dòng)駕駛系統(tǒng)逐步從L2升級(jí)至L3、L4 +，測(cè)試系統(tǒng)當(dāng)然也必須隨之進(jìn)化來(lái)適應(yīng)新的需求，大量的測(cè)試作業(yè)不可避免，由此帶來(lái)數(shù)據(jù)的爆炸式增長(zhǎng)。為此，NI開發(fā)了基于配置的數(shù)據(jù)記錄軟件FlexLogger，F(xiàn)lexLogger基于直觀的工作流程和集成的數(shù)據(jù)管理功能，可幫助汽車測(cè)試部門快速捕捉且記錄完整的數(shù)據(jù)。為適應(yīng)快速變化的市場(chǎng)需求，NI每隔三個(gè)月都會(huì)發(fā)布一個(gè)新的FlexLogger版本。

NI亞太區(qū)汽車市場(chǎng)戰(zhàn)略經(jīng)理賈青超表示：“特別值得一提的，F(xiàn)lexLogger最近更新的版本中新增加的插件開發(fā)工具包，可以很方便地集成第三方I/O，便于進(jìn)行復(fù)雜的分析。還能支持高速度、高精度的PXI模塊，這一系列的更新可以大大地加快以及優(yōu)化測(cè)試的流程?！?/p>

圖1：NI發(fā)布的數(shù)據(jù)記錄軟件FlexLogger最新功能

FlexLogger在航空航天、汽車、工業(yè)等各種需要處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的領(lǐng)域都能發(fā)揮巨大的優(yōu)勢(shì)，賈青超列舉了兩個(gè)案例，NASA的一個(gè)飛行團(tuán)隊(duì)和現(xiàn)代汽車的耐久性測(cè)試團(tuán)隊(duì)都是FlexLogger的“重度使用者”。

現(xiàn)代汽車、法雷奧正在尋求不斷升級(jí)的測(cè)試方法

現(xiàn)代汽車最新的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃——2025戰(zhàn)略（Strategy 2025）中提到，在自動(dòng)駕駛方面，預(yù)計(jì)到2025年，現(xiàn)代汽車旗下所有車型都可搭載L2和L3級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，以及可用于泊車的高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）。

HIL（Hardware-in-the-Loop ，硬件在環(huán) ）是一種用于復(fù)雜設(shè)備控制器的開發(fā)與測(cè)試技術(shù)。通過(guò)HIL測(cè)試，機(jī)器或系統(tǒng)的物理部分被仿真器所代替，這種方法并被廣泛運(yùn)用于汽車測(cè)試中。

HIL測(cè)試在ADAS環(huán)境中面臨著什么挑戰(zhàn)呢？現(xiàn)代奧創(chuàng)（Hyundai Autron）電控系統(tǒng)部團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人BeomSeop Kim表示：“我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行HIL測(cè)試的時(shí)候，遇到3大挑戰(zhàn)：首先，通信線的長(zhǎng)度受到限制。其次，高級(jí)仿真平臺(tái)供應(yīng)商的多樣化。最后，HIL需要較高的成本和較長(zhǎng)的開發(fā)周期。”

BeomSeop Kim繼續(xù)說(shuō)道：“我們必須保證測(cè)試平臺(tái)的可擴(kuò)展性和靈活性，因此我們通過(guò)使用NI提供的 PXI、CompactRIO和CompactDAQ來(lái)開發(fā)HIL系統(tǒng)，從而有效地減少了控制單元之間通信的復(fù)雜度，并且能夠減少系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)間?！?/p>

現(xiàn)代奧創(chuàng)與NI的合作，取得了顯著的成績(jī)：系統(tǒng)的開發(fā)周期從18個(gè)月縮短到了3個(gè)月， 總維護(hù)成本降低了30%。

圖2：現(xiàn)代奧創(chuàng)電控系統(tǒng)部團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人BeomSeop Kim

輔助駕駛領(lǐng)域另外一個(gè)高段位玩家法雷奧也是NI的合作伙伴。1991年，法雷奧以倒車超聲波雷達(dá)為切入點(diǎn)，涉足傳感器產(chǎn)業(yè)。至今，法雷奧已累計(jì)生產(chǎn)了約 10 億個(gè)各種類型的傳感器。在自動(dòng)駕駛相關(guān)的各類傳感器中，法雷奧目前有著Tier-1中最全的量產(chǎn)產(chǎn)品譜系——從超聲波雷達(dá)到毫米波雷達(dá)，從智能攝像頭到激光雷達(dá)。

法雷奧的XtraVue拖車系統(tǒng)亮相NIDays Asia的舞臺(tái)，這款名為XtraVue的拖車系統(tǒng)使用了安裝在汽車后部和拖車尾部的多個(gè)攝像頭，將所有來(lái)源的圖像組合成一個(gè)單一的同質(zhì)圖像，使得拖車“隱形”，由此擴(kuò)大司機(jī)的視野范圍。

“我們通過(guò)XtraVue系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控和捕獲控制系統(tǒng)、攝像頭、傳感器以及車身總線以及激光傳感器、慣性測(cè)量單元等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的獲得為我們提供了重大的幫助。在軟件測(cè)試過(guò)程中，我們使用這些真實(shí)的數(shù)據(jù)，來(lái)訓(xùn)練和驗(yàn)證我們的算法。在硬件代碼測(cè)試中，我們使用這些數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證的控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可靠性。此外，我們也開始使用PXI產(chǎn)生的仿真數(shù)據(jù)，來(lái)面對(duì)各種復(fù)雜駕駛場(chǎng)景下的挑戰(zhàn)?！狈ɡ讑W汽車內(nèi)部控制（深圳）有限公司高級(jí)測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)主管盧林表示：“我們?cè)谒械臄z像頭項(xiàng)目中均使用了標(biāo)準(zhǔn)的PXI平臺(tái)，它貫穿于所有的流程，包括設(shè)計(jì)、驗(yàn)證以及生產(chǎn)測(cè)試?！?/p>

圖3：法雷奧汽車內(nèi)部控制（深圳）有限公司高級(jí)測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)主管盧林發(fā)表演講

助力雷達(dá)測(cè)試，NI推出4 GHz車載雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)

2010年，聯(lián)合國(guó)大會(huì)將2011至2020年定為道路安全行動(dòng)十年，目前我們正在接近這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。高性能的汽車?yán)走_(dá)將成為是ADAS汽車的核心配置，24 GHz和79 GHz是目前的主流技術(shù)。與24 GHz傳感器相比，79 GHz傳感器可將速度分辨率和精度提高3倍，將距離分辨率和精度方面提高20倍。得益于79 GHz的應(yīng)用，自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)和倒車后方穿行物體警示(RCTA)等基于雷達(dá)的安全功能的系統(tǒng)的成本大幅降低了。79 GHz雷達(dá)傳感器的主要優(yōu)勢(shì)是4 GHz帶寬，可顯著提高距離和速度分辨率及精度。

如何保證通過(guò)測(cè)試保證雷達(dá)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是測(cè)試測(cè)量行業(yè)的領(lǐng)先廠商N(yùn)I在思考的事情，NI在NIDays Asia上重磅推出了4 GHz車載雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)(VRTS)，為汽車ADAS和自動(dòng)駕駛技術(shù)提供有效的測(cè)試工具。

NI高級(jí)產(chǎn)品規(guī)劃師Arturo Vargas Mercado表示：“NI 4GHz VRTS可幫助用戶建立更精確的測(cè)試場(chǎng)景并縮短測(cè)試安裝和設(shè)置時(shí)間。并且，針對(duì)大批量生產(chǎn)部署，VRTS對(duì)成本和尺寸都進(jìn)行了優(yōu)化?！?/p>

圖3：NI推出4 GHz車載雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)

此外， Arturo Vargas Mercado還指出：“我們的集成商伙伴NOFFZ、凌創(chuàng)、恒潤(rùn)科技、Konrad，也提供了鼎力支持，與我們攜手為客戶提供完整的解決方案?！?/p>

圖4：NI 4GHz VRTS集成商合作伙伴

汽車行業(yè)的智能化將會(huì)給行業(yè)帶來(lái)重大變革，那些成功擁抱了顛覆和變革的企業(yè)，會(huì)擁有非常光明的前景。NI作為測(cè)試測(cè)量行業(yè)的引領(lǐng)廠商，在汽車行業(yè)深耕多年，目前已經(jīng)形成了一個(gè)較為完善的產(chǎn)品體系，能夠提供廣泛的I/O選擇，精確的系統(tǒng)時(shí)序和同步功能，配合高可靠性且可擴(kuò)展的軟件平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)包含雷達(dá)，攝像頭，V2X， Record & Playback, GNSS，傳感器融合在內(nèi)的智能汽車測(cè)試方案以及新能源汽車三電系統(tǒng)測(cè)試方案，致力于滿足OEM，汽車零部件廠商從研發(fā)驗(yàn)證到產(chǎn)線測(cè)試的測(cè)試需求。