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NI公司供稿 ——新奧迪A8、斯巴魯全球首款混動、吉利、吉大…都在為我們做背書 近日，Intel宣布與Alphabet旗下的自動駕駛公司Waymo展開合作，共同打造適用于任何路況的Level 4級和Level 5級自動駕駛計算平臺。前不久，配備了Audi AI自動駕駛系統的新一代奧迪A8全球首發，作為全球首款具備Level 3級自動駕駛功能的量產車型備受業界矚目……目前，科技企業和傳統整車巨頭正搶灘自動駕駛，而ADAS是從傳統汽車向無人駕駛進發的關鍵。 NI 數據采集和控制全球業務和技術總監James Smith在汽車測試及質量監控博覽會（中國）（Automotive Testing Expo CHINA 2017）表示，ADAS的持續演進，不僅使得汽車中傳感器的種類和數量持續增加，更加速推進了基于不同傳感器的融合技術（Sensor Fusion），這一切都將使得汽車測試的復雜度大幅提升，效率及成本挑戰隨之而來。 
圖1. NI專家在汽車測試及質量監控博覽會（中國）上受訪暢談未來汽車測試的挑戰 右一為NI 數據采集和控制全球業務和技術總監James Smith，左一為NI資深技術市場工程師楊千惠 ADAS測試也講“Fusion”，平臺化解決方案漸成王牌 近年來，ADAS系統滲透率迅速提升，據中信證券研究部預測，得益于政策法規推動傳統廠商普及前裝以及互聯網跨界競爭者倒逼等驅動力，2020年中國ADAS市場規模有望達到2,000億元，其中前裝市場滲透率達到30%。
圖2. 中信證券研究部預測2020年中國ADAS市場規模有望達到2000億元 作為感知單元，基于攝像頭圖像識別的環視系統，以及疊加雷達的綜合感知應用是ADAS的硬件核心，據NI資深技術市場工程師楊千惠介紹，根據國際自動機械工程師學會（SAE）設置的L0~L5的智能駕駛分級定義，目前整個汽車行業還處于L2~L3的過渡階段，而隨著智能駕駛的等級越高，傳感器在整車中的分布會更廣，融合應用也會更深入。James Smith強調：“隨著傳感器數量的增加，僅各傳感器的單獨測試已經涌現出不少新需求，而考慮到智能駕駛所需的傳感器融合技術，在系統級層面對各個傳感器進行同步、整體性能的測試更將對測試本身以及測試成本提出挑戰。” 有別于其他測試廠商，NI以軟件為中心的平臺化測試解決方案在ADAS測試方面有著自己的獨有優勢： 1. NI在射頻測試以及圖像形成領域有著多年積累，隨著雷達在ADAS系統中的分量越來越重，這也使得NI汽車測試解決方案的專業性突出； 2. 同時，基于PXI的靈活測試平臺，NI測試解決方案可以實現微秒級的精準同步測試，這也是NI PXI平臺能夠無縫銜接到傳感器融合測試中的原因； 3. 不論射頻測試，還是同步性能測試……這些優勢都是基于NI統一的軟硬件平臺，而NI的平臺化測試解決方案同樣能夠貫穿到汽車測試的整個流程中，例如前期的模型在環（MIL）、軟件測試，中期的硬件在環（HIL）仿真，以及最終的整車場景測試。
圖3. NI統一的平臺化解決方案貫穿整個汽車測試流程 因此，“無論是對測試工程師，還是對驗證工程師，無論是實驗室測試，還是最終的整車場景測試，NI解決方案都是提供統一的平臺，其中的代碼更可以高度復用，這不僅簡化了工程師的開發難度，提升了測試效率，更能有效控制測試成本，” 楊千惠補充道。 目前，NI的這套測試方案已經經歷市場驗證。正如文章開頭提到震動業界的全球首款具備L3級自動駕駛功能的量產車型新一代奧迪A8的發布，NI和奧迪基于ADAS測試的合作早已展開。在基于NI PXI平臺的解決方案實現雷達測試后，Niels Koch（Component Owner of Radar Systems，Audi AG）對NI在汽車電子和軟件測試的高能效給予了高度評價：“得益于具備業界最寬帶寬以及最低延遲軟件特性的PXI矢量信號收發儀，NI幫助我們更好地測試了自動駕駛雷達傳感器，同時幫助我們在產品設計早期發現問題，這在以前是無法想象的。”
圖4. NI攜貫穿研發驗證到產線測試的ADAS汽車測試整體解決方案亮相展會 對標國內ADAS滲透率的迅速提升，中國市場一直是NI全力布局的重點，據楊千惠介紹，吉利已經和NI合作開展針對77GHz汽車毫米波雷達的測試。除了整車廠以外，NI同樣和中國的多所高校及研究機構，例如吉林大學，展開前沿研究合作。 基于高性能運算處理模塊FlexRIO FPGA，NI同樣制勝新能源汽車測試 當然，汽車產業格局的變化不只自動駕駛，NI平臺化的測試解決方案更不僅適用于ADAS測試。除了以ADAS為核心的自動駕駛之外，新能源以及車聯網這兩大版塊正在撬動汽車行業發生根本巨變，同時，也帶動傳統汽車測試與面向未來的汽車測試之間存在巨大gap。 James Smith認為：“目前，中國已經超過北美，成為世界上最大的新能源汽車市場，極具前景。”確實，在眾多國家優惠政策的助推下，新能源汽車已經成為中國汽車市場的生力軍。根據中國汽車工業協會公布的數據顯示，2016年中國新能源車銷量為50.7萬輛，同比增長53%。今年4月25日公布的《汽車產業中長期發展規劃》中也明確將節能汽車列入發展重點，預計到2020年，中國新能源車年產銷達到200萬輛。 據James Smith介紹，相較于傳統汽車，新能源汽車中的三電系統是核心，其中電機和電池的測試環節至關重要，例如，新能源汽車的電機轉速非常快，大概是傳統汽車中的500倍左右，而對于電池，也需要進行專門的高性能測試。針對這兩個方面，NI也有實際案例站臺。 為了幫助斯巴魯研發其全球首款跨界混動車型Subaru XV Crosstrek Hybrid，NI開發了一個全新的驗證系統，由一個真實發動機ECU和一個仿真發動機運行的HIL系統組成。在測試期間，只需修改一個參數，HIL系統就可以輕松仿真復雜的測試情境。由于整個過程所需的計算性能非常高，斯巴魯認為NI是唯一能夠滿足這些需求的供貨商。 據悉，斯巴魯的核心系統硬件采用了NI FlexRIO FPGA模塊，這是一款搭載FPGA芯片且基于PXI的控制器，用于模擬發動機運行的模型，所有程序均使用NI LabVIEW系統設計軟件進行部署。斯巴魯之所以決定采用NI FlexRIO平臺主要是因為該平臺使用FPGA進行控制和運算，給運算處理性能帶來極大優勢，可達到1.2 μs的仿真速率，而其他廠商的大多數仿真平臺都采用CPU執行運算，導致循環速率僅為5 μs ~ 50 μs之間。 “基于NI FlexRIO FPGA平臺，斯巴魯所有開發出來的測試模式僅在118個小時內就能自動執行完畢，而手動執行所有測試的話大約需要2,300個小時，NI的解決方案為客戶節省了95%的時間，” 楊千惠基于客戶的反饋分享到。 汽車測試融合未來，“統一”正成為行業關鍵詞
圖5. NI汽車測試解決方案完全覆蓋ADAS、新能源及車聯網等測試需求 提供一套以軟件為核心的平臺化測試方案，是NI解決方案的核心，而“統一”更成為NI測試解決方案的關鍵詞，無論是ADAS、新能源還是車聯網測試；無論是前期的模型在環、軟件測試，還是中期的HIL仿真，抑或后期的整車場景測試，NI統一的解決方案貫穿汽車測試的各個細分領域，各個流程。 James Smith談到，即使面對基于不同標準協議通信的V2X領域，NI同樣可以利用PXI平臺完成例如802.11p，WiFi，以及未來5G等不同通信協議的測試。基于NI模塊化的硬件平臺，客戶只需要對軟件進行相應的修改，就可以非常方便地實現不同的功能。 “面向未來的汽車測試，不僅需要NI在技術層面‘一路向前’，更離不開基于NI統一的軟硬件平臺的合作伙伴的發展以及生態系統的建立，例如此次參展我們特別Highlight了NI的合作伙伴——Konrad Technologies針對傳感器融合測試的Demo，”楊千惠總結道：“就在V2X領域，NI基于自身的無線測試系統（WTS）攜手合作伙伴NOFFZ，共同為HARMAN提供了完整的無線通信測試解決方案。” |
