车载测试ADAS-常用场景仿真软件

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。