2019年12月24日 | 从未来出行的底层技术谈起，NI如何布局汽车测试

　　时间到了2019年末，车市寒冬仍在持续，与裁员消息一起出现的还有车企转型潮，汽车巨头及零部件厂商也在通过转型变革谋求新发展，采取各项举措缓解增量压力。裁员潮并非只是因为新车的销量下滑，本质上是传统汽车无法激起人们新的购买欲。智能化的未来出行被视为推动汽车行业渡过难关的重要动力，传感器技术、电气化系统、软件系统正在与汽车行业融合，打造全新的未来出行。ADAS（Advanced Driving Assistant System，高级驾驶辅助系统）——泛指利用传感器、摄像头、雷达等技术对车内外状态监测，则是保证驾驶安全的关键一环。

　　随着汽车对安全性要求的不断提升，ADAS系统越来越复杂，由此导致测试难度加大，测试时间也越来越长。NI（National Instruments）通过提供软件定义的平台，致力于让?汽车的特性?分析、?验证?生产?测试更加灵活和简单。在11月中旬举行的NI年度用户大会NIDays Asia上，NI重磅发布数据记录软件FlexLogger的最新功能、4GHz车载雷达测试系统(VRTS)等，为行业注入创新活力。

　　解决数据记录难题，全靠FlexLogger这张“王牌”

　　随着自动驾驶系统逐步从L2升级至L3、L4 +，测试系统当然也必须随之进化来适应新的需求，大量的测试作业不可避免，由此带来数据的爆炸式增长。为此，NI开发了基于配置的数据记录软件FlexLogger，FlexLogger基于直观的工作流程和集成的数据管理功能，可帮助汽车测试部门快速捕捉且记录完整的数据。为适应快速变化的市场需求，NI每隔三个月都会发布一个新的FlexLogger版本。

　　NI亚太区汽车市场战略经理贾青超表示：“特别值得一提的，FlexLogger最近更新的版本中新增加的插件开发工具包，可以很方便地集成第三方I/O，便于进行复杂的分析。还能支持高速度、高精度的PXI模块，这一系列的更新可以大大地加快以及优化测试的流程。”

图1：NI发布的数据记录软件FlexLogger最新功能

　　FlexLogger在航空航天、汽车、工业等各种需要处理复杂数据的领域都能发挥巨大的优势，贾青超列举了两个案例，NASA的一个飞行团队和现代汽车的耐久性测试团队都是FlexLogger的“重度使用者”。

　　现代汽车、法雷奥正在寻求不断升级的测试方法

　　现代汽车最新的战略发展规划——2025战略（Strategy 2025）中提到，在自动驾驶方面，预计到2025年，现代汽车旗下所有车型都可搭载L2和L3级自动驾驶系统，以及可用于泊车的高级驾驶员辅助系统（ADAS）。

　　HIL（Hardware-in-the-Loop ，硬件在环 ）是一种用于复杂设备控制器的开发与测试技术。通过HIL测试，机器或系统的物理部分被仿真器所代替，这种方法并被广泛运用于汽车测试中。

　　HIL测试在ADAS环境中面临着什么挑战呢？现代奥创（Hyundai Autron）电控系统部团队负责人BeomSeop Kim表示：“我们对系统进行HIL测试的时候，遇到3大挑战：首先，通信线的长度受到限制。其次，高级仿真平台供应商的多样化。最后，HIL需要较高的成本和较长的开发周期。”

　　BeomSeop Kim继续说道：“我们必须保证测试平台的可扩展性和灵活性，因此我们通过使用NI提供的 PXI、CompactRIO和CompactDAQ来开发HIL系统，从而有效地减少了控制单元之间通信的复杂度，并且能够减少系统开发的时间。”

　　现代奥创与NI的合作，取得了显著的成绩：系统的开发周期从18个月缩短到了3个月， 总维护成本降低了30%。

图2：现代奥创电控系统部团队负责人BeomSeop Kim

　　辅助驾驶领域另外一个高段位玩家法雷奥也是NI的合作伙伴。1991年，法雷奥以倒车超声波雷达为切入点，涉足传感器产业。至今，法雷奥已累计生产了约 10 亿个各种类型的传感器。在自动驾驶相关的各类传感器中，法雷奥目前有着Tier-1中最全的量产产品谱系——从超声波雷达到毫米波雷达，从智能摄像头到激光雷达。

　　法雷奥的XtraVue拖车系统亮相NIDays Asia的舞台，这款名为XtraVue的拖车系统使用了安装在汽车后部和拖车尾部的多个摄像头，将所有来源的图像组合成一个单一的同质图像，使得拖车“隐形”，由此扩大司机的视野范围。

　　“我们通过XtraVue系统来监控和捕获控制系统、摄像头、传感器以及车身总线以及激光传感器、惯性测量单元等数据，这些数据的获得为我们提供了重大的帮助。在软件测试过程中，我们使用这些真实的数据，来训练和验证我们的算法。在硬件代码测试中，我们使用这些数据来验证的控制系统的稳定性以及可靠性。此外，我们也开始使用PXI产生的仿真数据，来面对各种复杂驾驶场景下的挑战。”法雷奥汽车内部控制（深圳）有限公司高级测试系统开发主管卢林表示：“我们在所有的摄像头项目中均使用了标准的PXI平台，它贯穿于所有的流程，包括设计、验证以及生产测试。”

图3：法雷奥汽车内部控制（深圳）有限公司高级测试系统开发主管卢林发表演讲

　　助力雷达测试，NI推出4 GHz车载雷达测试系统

　　2010年，联合国大会将2011至2020年定为道路安全行动十年，目前我们正在接近这个时间节点。高性能的汽车雷达将成为是ADAS汽车的核心配置，24 GHz和79 GHz是目前的主流技术。与24 GHz传感器相比，79 GHz传感器可将速度分辨率和精度提高3倍，将距离分辨率和精度方面提高20倍。得益于79 GHz的应用，自动紧急制动(AEB)和倒车后方穿行物体警示(RCTA)等基于雷达的安全功能的系统的成本大幅降低了。79 GHz雷达传感器的主要优势是4 GHz带宽，可显著提高距离和速度分辨率及精度。

　　如何保证通过测试保证雷达系统的稳定性，是测试测量行业的领先厂商NI在思考的事情，NI在NIDays Asia上重磅推出了4 GHz车载雷达测试系统(VRTS)，为汽车ADAS和自动驾驶技术提供有效的测试工具。

　　NI高级产品规划师Arturo Vargas Mercado表示：“”NI 4GHz VRTS可帮助用户建立更精确的测试场景并缩短测试安装和设置时间。并且，针对大批量生产部署，VRTS对成本和尺寸都进行了优化。

图3：NI推出4 GHz车载雷达测试系统

　　此外， Arturo Vargas Mercado还指出：“我们的集成商伙伴NOFFZ、凌创、恒润科技、Konrad，也提供了鼎力支持，与我们携手为客户提供完整的解决方案。”

图4：NI 4GHz VRTS集成商合作伙伴

　　汽车行业的智能化将会给行业带来重大变革，那些成功拥抱了颠覆和变革的企业，会拥有非常光明的前景。NI作为测试测量行业的引领厂商，在汽车行业深耕多年，目前已经形成了一个较为完善的产品体系，能够提供广泛的I/O选择，精确的系统时序和同步功能，配合高可靠性且可扩展的软件平台，可以实现包含雷达，摄像头，V2X， Record & Playback, GNSS，传感器融合在内的智能汽车测试方案以及新能源汽车三电系统测试方案，致力于满足OEM，汽车零部件厂商从研发验证到产线测试的测试需求。