馬高峰，馬亮，程琳，張雷

（泛亞汽車技術(shù)中心有限公司，上海 200000）

1 系統(tǒng)設(shè)計方案

基于超聲波環(huán)視融合的高級泊車輔助系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)架構(gòu)，整個系統(tǒng)主要分為三個部分[1]。第一部分主要由虛擬場景構(gòu)成，虛擬場景主要通過虛擬場景軟件生成關(guān)于高級泊車輔助系統(tǒng)需要的3D仿真測試環(huán)境以及360環(huán)視視頻信號、虛擬雷達(dá)仿真數(shù)據(jù)，并通過以太網(wǎng)和HDMI連接線傳送給實時機(jī)以及視頻注入設(shè)備；第二部分主要由實時機(jī)、視頻圖像注入設(shè)備、雷達(dá)模擬器組成，實時機(jī)接受場景軟件的信息，操控視頻注入設(shè)備、超聲波雷達(dá)模擬器、車輛動力學(xué)、虛擬ECU等，將雷達(dá)信息、圖像信息、車輛動力學(xué)信息、整車其它零部件信息傳送給待測模塊APA。

該平臺提供了多種場景顯示方式，用于輔助測試人員從不同維度評價自動泊車的完成效果。主控單元實時機(jī)通過控制上位機(jī)，可實現(xiàn)探測距離模擬、360環(huán)視視頻注入、仿真場景切換、手動/全自動化測試并實時記錄測試數(shù)據(jù)等功能。平臺同時集成了自動泊車模塊、儀表、收音機(jī)、中控顯示屏、開關(guān)等真實零件，最大程度上還原駕駛員在泊車過程中的真實場景。此外，平臺還包括一個上位機(jī)操作屏，用于開發(fā)測試人員進(jìn)行測試場景調(diào)用、參數(shù)修改、泊車效果監(jiān)測及測試報告整理等操作。

2 仿真測試場景開發(fā)

2.1 虛擬場景開發(fā)

隨著高級泊車輔助系統(tǒng)功能越來越多、應(yīng)用場景越來越復(fù)雜，判定最終泊車效果的評判維度越來越多，因此本文通過dSPACE 公司ASM場景軟件對系統(tǒng)的虛擬測試場景進(jìn)行開發(fā)。通過3DMAX建模并導(dǎo)入ASM環(huán)境生成的3D泊車場景，可模擬整個停車場的所有物理信息以及視覺信息，包括地面指示箭頭、多種尺寸車輛、路沿、樹木、多線形車位、特殊障礙等物體。在虛擬場景中主車安裝的虛擬超聲波雷達(dá)，會將探測到的距離信息發(fā)送到主控實時機(jī)以及超聲波雷達(dá)模擬器，同時主車上安裝虛擬360環(huán)視攝像頭，會將視覺信息輸入給視頻注入設(shè)備，在整個系統(tǒng)運行過程中實現(xiàn)了虛擬場景中的虛擬物理信息以及虛擬視覺信息的真實化過程，從而形成基于超聲波環(huán)視融合的虛擬動態(tài)場景。

此外，為了方便測試過程中測試人員隨時對場景內(nèi)元素和障礙物車輛進(jìn)行調(diào)整，觀察泊車整個泊車過程[2]。本文對3D仿真場軟件進(jìn)行2D平面轉(zhuǎn)化，形成可視化的2D場景，并且對場景中的車輛姿態(tài)；泊車線形狀、顏色；障礙物的有無，均可在一定范圍內(nèi)自定義修改，并可以通過場景軟件實時觀察泊車的整個過程，如泊車完成的絕對位置、與路沿的距離、車身超出車位的比例及車身傾斜程度等。

2.2 測試用例開發(fā)

本文基于現(xiàn)有ISO標(biāo)準(zhǔn)及常見車位工況，定義了13類高級泊車輔助場景，如表1所示。每個場景定義了車位尺寸傾角、有無路沿、水平垂直模式、障礙物信息等。同時，各場景中主車與周邊車輛也有對應(yīng)的多個變量，如相對位置、探測車位車速、泊車車速、擋位切換次數(shù)等，從而可衍生出更多的測試工況。

表1 13類高級泊車輔助場景

3 仿真測試應(yīng)用及評測

3.1 仿真測試應(yīng)用

本文基于所開發(fā)的高級泊車輔助虛擬場景及測試工況，針對某車型的超聲波環(huán)視融合高級泊車輔助系統(tǒng)搭建了硬件在環(huán)仿真測試平臺[3]。平臺通過上位機(jī)界面顯示當(dāng)前本車狀態(tài)，泊車軌跡及動態(tài)參數(shù)。對某車型進(jìn)行測試時，將平臺接入整車電子臺架實時測試儀表導(dǎo)引信息、收音機(jī)提示音等相關(guān)輔助功能的表現(xiàn)，如圖1所示。根據(jù)測試需求的不同，平臺可單獨測試泊車功能與泊車性能，也可接入整車電子臺架進(jìn)行整車各模塊的集成測試。

圖1 上位機(jī)界面與在環(huán)人機(jī)交互模塊

本文通過配置文件的開發(fā)可對測試用例與測試參數(shù)的選擇進(jìn)行校正[4]，如圖1所示。在每一大類下針對常用測試工況進(jìn)行細(xì)分，區(qū)分了大車位、標(biāo)準(zhǔn)車位與極小車位，測試人員可根據(jù)需要單獨勾選任一測試工況進(jìn)行測試。

3.2 測試設(shè)置與數(shù)據(jù)分析

仿真測試的數(shù)據(jù)與測試結(jié)果由軟件自動記錄并保存，測試人員可通過數(shù)據(jù)回放及報告完成本次測試的結(jié)果評估。

4 結(jié)論

本文通過分析現(xiàn)有測試手段存在的痛點，提出了一種超聲波探測模擬、環(huán)視仿真圖像注入、虛擬場景仿真及整車環(huán)境搭建的測試方法。通過理論研究及實際驗證，得到了以下幾點結(jié)論：

（1）仿真測試手段可在一定程度上對標(biāo)實車測試的結(jié)果，通過模型在環(huán)、軟硬件在環(huán)及實車在環(huán)等手段理論上可無限接近于實車測試；

（2）仿真測試具有實車測試不具備的一些優(yōu)點，如系統(tǒng)搭建簡易、場景變換快速、測試周期短、安全性高等；

（3）高級泊車輔助區(qū)別于其他ADAS功能，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)輔助以及使用便利性，因此在滿足功能的前提下，需要確保人機(jī)交互的舒適性及可靠性，仿真測試在這一環(huán)節(jié)上尤其適合該系統(tǒng)的測試驗證。

同時，針對以下兩點，未來可進(jìn)行進(jìn)一步的研究：

（1）超聲波傳感器由于其機(jī)械波的物理特性，在探測過程中容易收到天氣環(huán)境及周邊物體的干擾，需要在傳感器探測模擬中進(jìn)一步考慮到干擾因素的模擬，如不平地面、低溫天氣、雨天等；

（2）當(dāng)前的仿真測試場景僅覆蓋到常用工況，需要深入考慮系統(tǒng)在實際應(yīng)用中可能遇到的復(fù)雜的泊車環(huán)境，同時積累客戶使用中關(guān)于系統(tǒng)便利性的意見，逐步完善系統(tǒng)測試的深度和廣度，從而進(jìn)一步提升高級泊車輔助系統(tǒng)仿真測試的實用性。