C-V2X功能场景仿真验证方法研究与实践-绵羊汽车生活记录

汽车电子软件开辟模子寻常分为瀑布模子和V模子。如图1-1所示，瀑布模子的开辟屈从从上到下的固定次第，递次为需求了解、总体安排、细致安排、编码与调试、测试五个阶段，各阶段划分清楚，以有序的式样来处理纷乱的题目，尽可以地杀青预期需求。瀑布模子中的每一个阶段都有对应的轮回反应，正在后续开辟阶段中浮现缺陷时，可能把缺陷反应到上一阶段实行更正。

正在需求清楚且安宁时，可采用瀑布模子实行软件开辟，但正在实质开辟中，需求会由于各样原故产生更动，云云会给瀑布模子的开辟带来很大的就业量，由于需求的更动意味着整体开辟流程需求从头返回到需求了解阶段。且瀑布模子惟有正在项目后期才实行测试，难以正在前期浮现安排差池或忽视，会带来研发本钱增高、开辟周期拉长等危急。以是，众人半公司运用V模子来实行开辟。如图1-2所示，古代V模子的左侧从上到下为需求了解、编制安排、子编制安排、软件安排以及编码杀青，个中代码是开辟职员基于细致的软件安排实行编写的；针对V模子左侧的每个开辟阶段，右侧会有分歧的测试阶段与之逐一对应，递次为编制测试、集成测试、软件测试以及单位测试，如，软件产物的需求可正在编制测试阶段获得验证。相较于瀑布模子，V模子的上风有：

跟着嵌入式软件开辟的周围以及纷乱度越来越大，编制的太平性和及时性哀求越来越高，正在古代的V模子开辟流程中人工编码或众或少会呈现语句差池、代码缺陷等题目，且正在代码中难以直观地再现出逻辑联系。此时可能将基于模子的安排（MBD）融入到V模子的开辟流程中，如图1-3所示，团结编制仿真和代码自愿天生本领，正在开辟流程中让各本性能以模块化的式子再现，自愿天生干系的代码，删除代码的编写差池，同时能正在各阶段验证干系性能的逻辑。

交融MBD的V模子开辟流程，最先需求界说仿真筑模主意，即细致理会编制的需求。正在编制安排阶段需求实行物理筑模安排，随后正在子编制安排阶段实行疾速原型搭筑，此时需求使用模子正在环测试（MIL）对所搭筑的算法模子实行性能以及完备性验证。之后将安排好的性能模块自愿天生对应的产物代码，正在单位测试、软件测试流程中，实行软件正在环（SIL）以及照料器正在环(PIL)测试，验证代码以及编译后的可奉行文献与模子正在性能上是否维持相同。然后实行MBD的结果一步：集成测试，对所集成的编制实行硬件正在环测试（HIL），验证被测终轨则在真正硬件兴办通讯情况中是否餍足车联网编制各利用性能的需求。剩下的测试环节与古代V模子中的测试相同，如车辆正在环测试（VIL）、实车测试等。下文将针对C-V2X性能场景各阶段的开辟测试门径一一先容。

模子正在环测试（MIL）是集成软件算法模子和被控对象模子（交通流模子、车辆动力学模子等）的闭环测试编制，通过干系测试用例对软件算法模子实行测试，正在模子层面验证软件编制性能的精确性。基于模子安排(MBD)的前期将一个大的编制拆解成众个分歧的子模块，然后将各子模块一一阐明为众个简单的性能模块，正在扶助模块化安排的仿真软件（比如Simulink）中，一一搭筑各简单性能模块模子，最终造成所需的算法模子，通过输入测试用例验证搭筑的算法模子是否餍足安排的性能需求。

以交叉途口碰撞预警（ICW）算法性能测试为例，当主车驶向交叉途口，与交叉途口侧向行驶的车辆存正在潜正在碰撞告急时，ICW需求对主车驾驶员实行预警，干系的MIL测试流程如图2-1所示。首进步行测试用例安排，基于测试用例正在Simulink中搭筑交通流模子、动力学模子等模子（模子团结），仿线）凭借ICW测试场景，筑树交叉途口道途、红绿灯、交通标识、RSU等根源步骤；

搭筑好的的测试场景模子不休向算法模子发送外部交通因素以及近车的干系音信数据，同时算法模子基于其算法逻辑输出预警结果，然后将算法预警结果与测试用例中的预期预警结果实行比对，搜检预警算法是否能正在规则的工夫预警以及是否呈现了误报、漏报等情状，抵达验证预警算法的宗旨。

软件正在环测试编制通过交通流模子、车辆动力学模子等组成的性能场景模子实行所需生意数据的模仿收发，与封装好的算法代码造成一个闭环测试编制。通过SIL正在早期开辟流程中对软件代码实行测试，可确保正在开辟流程中尽早发今世码天生流程中的少许题目，比如代码天生用具的差池筑树导致天生的代码有误。如图3-1所示，车联网SIL测试场景中的被测对象是基于MIL中的算法模子自愿天生的代码，SIL用封装好的代码替换Simul

ink情况中MIL测试的算法模子，其他就业流程与MIL相同，用于C-V2X车联网性能场景精确性的验证。

如图3-2所示，正在代码天生精确的情状下，同时输入沟通的测试用例，理念情状下必定会获得沟通的测试结果（即差错<=阈值），即测试通过，不然，则注明代码天生流程中存正在差池。SIL测试中的算法代码需杀青的性能与MIL测试中的算法模子性能应当是相同的，且SIL的测试用例也需求和MIL维持相同。

软件正在环测试（SIL）要紧验证模子自愿天生的代码与模子正在性能上的相同性，而SIL自愿天生的代码是正在PC上运转的，寻常PC的浮点数照料精度会比被测终端的嵌入式照料器要高，因而可能通过PIL测试来验证测试用例正在照料器上的运转结果是否与软件上的运转结果相同。

正在仿真软件中搭筑以ICW为例的性能场景，场景的搭筑环节及测试用例与SIL相同，被测终端通过硬件通讯式样与PC成立维系，杀青通讯。PC将测试编制中的测试生意数据（本车正在交叉途口运动状况数据和场所数据、远车正在交叉途口运动状况数据和场所数据、途侧音问等外部交通因素数据）发送给被测终端，通过被测终端的预警算法照料，占定两车正在交叉途口是否有潜正在的碰撞危急，输出预警音信返回到PC的仿真软件中，造成完备的PIL测试流程。如图4-1所示。

•验证编译后烧录正在照料器上的可奉行文献的性能逻辑与SIL中的模块性能逻辑是否相同，避免正在研发后期浮现可奉行文献缺陷等题目；

PIL编制中运用的主意硬件仅仅是被测终端的照料器，而不是完备的被测终端产物。正在车联网编制利用开辟流程中，需求HIL来实行集成测试，以验证软件正在真正被测终端的逻辑性能。HIL编制中运用的主意硬件是完备的被测终端产物，与及时机、信号模仿器、GNSS信号产生器、V2X信号产生器以及信道模仿器等兴办成立维系，模仿正在真正通讯情况下与其他车辆终端、途侧兴办之间的数据交互，验证被测终端是否餍足安排哀求。

正在仿真软件中搭筑以ICW为例的性能场景，场景的搭筑环节及测试用例与PIL相同。将仿真软件中的卫星信号数据通过GNSS产生器发送给被测终端，用于模仿交叉途口近车的定位音信；快要车车辆状况音信通过信号模仿器发送给被测终端,用于模仿被测终端授与近车数据；将仿真软件中远车车辆音信、途侧音信、道途、气候等外部交通因素数据，通过V2X信号产生器天生V2X程序通讯数据（BSM、RSI、RSM、MAP、SPAT等），经由信道模仿器发送给被测终端，个中信道模仿器模仿车联网性能场景中真正的信道情况；被测终端通过算法照料，输出预警音信或其他性能音信返回给仿真软件，与预期结果实行比照，造成完备的HIL测试流程。如图5-1所示。

车辆正在环测试（VIL），要紧验证被测终端集成到真正车辆情况下的性能。实车通过与及时机、GNSS信号产生器、V2X信号产生器、信道模仿器等仪器兴办成立维系，模仿实车正在众种场景下的性能再现是否餍足安排哀求。正在车联网编制的开辟流程中，被测终端通过HIL测试后，逻辑算法性能正在真正被测终端获得了开始验证，但HIL测试的整车情况是基于动力学模子搭筑的，模子与真正车辆比拟，其精度存正在必定分别。此时可能引入车辆正在环测试（VIL）对终端兴办实行愈加精准的逻辑性能联系验证。

如图6-1所示，针对V2X利用性能场景测试，VIL测试编制要紧包蕴测试编制及时机（含仿真软件）、GNSS信号产生器、V2X信号产生器、信道模仿器、集成被测终端的实车。正在测试编制及时机中成立V2X性能测试场景，把仿真软件中的本车卫星定位数据通过GNSS信号产生器发送给被测终端；将车辆的转向、油门、刹车等驾驭音信发送给实车，使实车的转向、速率、加快率等参数能结婚仿真场景中设定的运动状况；其他车辆音信、途侧音信、道途、气候等外部交通因素数据通过V2X信号产生器天生后，以V2X程序通讯数据式子（BSM，RSI、RSM、MAP、SPAT等）经信道模仿器发送给被测终端；被测终端通过算法照料，输出预警音信或其他性能音信，输出音信通过实车的HMI实行呈现（触觉、视觉、听觉等），并与预期结果实行比照，造成完备的VIL测试编制。

驾驶员正在环测试（DIL），要紧是评估驾驶员的反当令间以及测试驾驶员正在干涉驾驶情状下的编制性能。驾驶员正在环测试编制是一种通过测试编制及时机、动态驾驶员模仿舱（驾舱）、被测终端、GNSS信号产生器、信号模仿器、V2X信号产生器、信道模仿器等兴办联调而成的“人-车-情况”测试编制。

正在测试编制及时机中成立V2X性能测试场景，将仿真软件中的本车数据以及卫星定位数据分辩通过信号模仿器和GNSS信号产生器发送给被测终端，仿真软件中的远车音信、途侧音信、道途、气候等外部交通因素数据通过V2X信号产生器天生后以V2X程序通讯数据式子（BSM，RSI、RSM、MAP、SPAT等）发送给被测终端。被测终端通过算法照料，输出预警音信或其他性能音信。输出的音信通过动态驾驶员模仿舱的HMI呈现出来（触觉、视觉、听觉等），驾驶员正在收到干系提示或性能性音问后，选用变道、制动等程序来避免产生告急。动态驾驶模仿舱通过记灌音问指点工夫与驾驶员的操作工夫阴谋得出驾驶员反当令间及被测终轨则在驾驶员干涉后的编制性能再现情状。