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车载测试ADAS-常用场景仿真软件

发表于:2023-11-28 09:36

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 作者:小赖同学啊    来源:CSDN

  ADAS(Advanced Driber Assistant System),高级驾驶辅助系统,先进驾驶辅 助系统,作用于辅助汽车驾驶,通过感知、决策和执行,帮助驾驶员察觉可能发生的危险,是提高安全性的主动安全技术,保障行驶安全,已成当前汽车装载必备系统;并普遍认为是实现自动驾驶AD的过程性技术。技术先进、成熟稳定的ADAS HiL测试系统,可以在实验室阶段实现ADAS的各种控制功能和故障诊断功能验证,从而缩短路试时间、减少路试成本,降低路试风险。
  目前,美国、欧盟、中国等相继出台严格的主动安全测试法规(Euro-NCAP、C-NCAP、ISO、NHTSA、SAE、ECE、ADSC....),对市场上各种ADAS控制器ACC、AEB、LKA、BSD、LDW、FCW等进行严格要求。
  市场上ADAS传感器型号、参数、性能多种多样,不同传感器协同工作有效性难以保证;路测成本大、周期长、测试覆盖度不全面、测试危险程度高;而ADAS HiL测试系统能够实现在实验室环境下完成对ADAS控制器法规要求下的功能测试,且测试成本低,可复用性好,使用ADAS HiL测试可以有效提高研发进度,缩短上市时间,降低路试风险。
  硬件系统主要包括以下几个方面:
  1)实时系统:运行车辆动力学模型,接收上位机发送方向盘转角信号、踏板信号数据,与被测对象实时进行通讯交互;
  2)上位机:连接实时系统和驾驶模拟器,运行场景模型和HMI界面;
  3)摄像头光学暗箱:提供摄像头采集视频流信息数据环境,防止外界干扰;
  4)毫米波仿真暗箱:提供毫米波雷达接收和发射毫米波环境,防止外界干扰;
  5)VRTS系统:模拟毫米波雷达目标;
  6)驾驶模拟器:与虚拟驾驶环境实时交互方向盘转角及踏板信号数据。
  软件系统包括 :
  1)三维虚拟场景模型软件:用于模拟虚拟驾驶环境,包含环境模型、传感器模型和执行器模型。其中包括道路模型(支持Open Street Map、openDRIVE、underlay、GPS跟踪倒入)、设施模型(车道线、斑马线、道路标志等)、移动物件、气象条件模型(光线强弱、雨雪雾天等)等;传感器模型包含摄像头(鱼眼、单目及双目)、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达、理想传感器、真值传感器等;执行器模型包含轿车、摩托车、商用车、行人、自行车等。
  2)HMI软件:人机交互界面软件,通过该界面发送接收指令信号,实时监测上下位机所有输入、输出状态并进行数据记录与分析;
  3)动力学模型:基于Matlab/Simulink进行搭建或使用商业化模型,提供完整的车辆动力学模型,提高仿真精度。
  常用软件:
  1.场景软件目前行业内多使用PreScan及VTD进行场景仿真模拟,本文以PreScan进行介绍。PreScan是一个专业的ADAS场景搭建软件,它由多个模块组成,这些模块可以满足ADAS系统的开发和测试需求。直观的图形用户界面(GUI)用于创建场景和传感器建模,工程师无需软件工程经验,可快速搭建测试场景。
  2.CarSim和Simulink联合仿真
  Simulink和CarSim各有优缺点,而且正好互补,所以两者可以一起运作。CarSim中可以搭建车辆模型、道路模型、驾驶员模型等,然后Simulink中可以将这些模型联合起来进行控制,进行底层的逻辑控制,然后求解得出结果。最后结果又可以在CarSim中非常形象的显示出来,帮助我们直观地看到求解的结果。
  3.CarMaker
  Carmaker,还有相关的 TruckMaker和MotorcycleMaker是德国IPG公司推出的动力学,ADAS和自动驾驶仿真软件。Carmaker首先是一个优秀的动力学仿真软件,提供了精准的车辆本体模型(发动机、 底盘、 悬架、传动、 转向等) , 除此之外, Carmaker还打造了包括车辆,驾驶员, 道路, 交通环境的闭环仿真系统。
  4.PTV Vissim
  Vissim是德国PTV公司提供的一款世界领先的微观交通流仿真软件。Vissim可以方便的构建各种复杂的交通环境,包括高速公路, 大型环岛, 停车场等,也可以在一个仿真场景中模拟包括机动车, 卡车,有轨交通和行人的交互行为。它是专业的规划和评价城市和郊区交通设施的有效工具。
  5.TESS NG
  TESS仿真系统是同济大学孙剑教授于2006年主持开发的第一代道路交通仿真系统。自此之后,历经十年,孙剑教授课题组针对中国混合交通流运行特征 开展了100多项模型创新和仿真系统应用实践。
  6.SUMO
  SUMO是由德国国家宇航中心开发的开源微观连续交通流仿真软件。它附带了一个 交通仿真路网编辑器, 可以通过交互式编辑的方式添加道路,编辑车道的连接关系, 处理路口区域, 编辑信号灯时序等。也可以通过一个单独的转化程序转换来自 Vissim,OpenStreetMap,OpenDrive的路网。
  7.VIRES VTD
  8.rFpro
  9.Cognata
  10.RightHook
  11.ParalleDomain
  12.51Sim-One
  13.Pilot-DGaiA
  14.Metamoto
  15.ESIPro-Sivic
  16.NVIDIADrive Constellation
  17.PanoSim
  18.AAI
  19.AirSim
  20.CARLA
  21.LGSVL Simulator
  22.百度 Apollo
  23.Waymo Carcraft
  24.腾讯TAD Sim仿真平台
  有别于传统的仿真系统, 是为自动驾驶测试验证而专门设计开发,内置厘米级高精度地图,构建了包含动态和静态要素真值数字孪生系统,用千变万化的场景进行自动驾驶算法完备性的测试。
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