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汽车传感器系统的虚拟测试

汽车传感器的开发不能脱离整个系统。

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车辆的开发一直是机械工程的一门学科。毕竟,汽车总是与发动机、动力和效率有关。传统上,复杂的整体汽车系统的开发总是按照机械工程的经典原理进行,例如使用v模型等开发模型。尽管电子产品在汽车中的比例在过去几十年里急剧增加,但这里的变化相对较小。然而,汽车开发中的这一常量现在正受到许多原始设备制造商的挑战。由于许多团队在冠状病毒大流行的推动下远程工作,以及全球原材料和半导体的供应瓶颈,一场彻底的反思正在发生。模型驱动工程,即虚拟原型、虚拟测试和虚拟审批,为汽车发展的未来指明了方向。

随着向电动汽车和高性能微电子技术的转变,汽车行业的真正数字化在近年来已经开始。如今,汽车的每一个功能都需要电子设备和软件。过去硬件功能占主导地位,现在所有的网络、自动化和个性化功能都在软件中实现。

如今,我们甚至谈到了软件定义的汽车:软件不仅定义了客户体验,还决定了汽车的电子控制单元必须使用哪些硬件。

目前,全电动汽车、自动驾驶以及汽车共享或远程驾驶等新型移动服务的发展趋势,尤其是软件和微电子技术的推动,正导致整个价值链的颠覆性变化。

这些趋势不仅影响了使用,还要求整个价值链上的合作伙伴(从微电子制造商到移动提供商和交通基础设施运营商)采用新的开发方法和合作形式。

就安全性和驾驶体验而言,未来在汽车中起关键作用的将是传感器,而不是机械师。为了实现自动驾驶,车辆必须通过强大的传感器技术超越驾驶员的感官和认知能力。我们的任务是从众多的传感器、架构和数据融合方法中选择能够提供最佳性能、安全性和价格的方法。然而,现在需要全新的开发方法。与人类感官的发展一样,感官的发展也只能在彼此之间和环境的相互作用下进行,汽车传感器系统的发展也不能脱离整个系统。硬件和环境的影响必须在所有可能的驾驶情况下进行评估和测试。

如果这是在道路上进行的,在一款新车型获得批准之前,它将增加数百万公里的道路里程。相反,必须应用敏捷原则,因为它们已经在软件开发中成功地应用了很长一段时间:必须能够快速实现对系统的更改,并且其效果必须立即对开发人员可见。然而,由于对硬件的依赖,这种类型的敏捷性比纯软件产品更加困难。然而,这可以通过持续使用虚拟开发方法和虚拟硬件来解决。与软件开发类似,实现细节可以被抽象出来,整个系统的开发可以从功能方面进行。这是未来实现基于人工智能的ADAS/AD系统验证的足够测试覆盖率的唯一方法。在这方面,虚拟开发和虚拟测试是未来汽车开发中最重要的工具。

然而,为了实现虚拟开发的概念,汽车价值链中的所有合作伙伴必须紧密合作,共同制定解决方案。除其他外,目前在下列领域存在很大差距:

  • 基于物理和验证的传感器模型,
  • 工具不可知的虚拟ECU模型,
  • 兼容工具,允许快速和简单的配置,
  • 具有标准化驾驶场景的数据库。

上面提到的许多方面仍然需要广泛的研究。然而,一旦上述虚拟开发的要求得到满足,法律道路批准的问题仍然存在。虽然在传统开发中主要是对硬件进行验证,但在虚拟开发过程中,必须对仿真工具和模型进行验证,以便进行虚拟审批。必须在事实上证明虚拟驾驶公里数与实际公里数相等。

总之,虚拟传感器和虚拟ecu的标准使用是测试和验证未来自动驾驶功能的关键。然而,在全面使用这种虚拟开发方法之前,仍有许多挑战需要解决,特别是在价值链伙伴之间的协作领域。



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