1.引言
汽車進入智慧化時代，自動泊車功能已成為標配。在研發測試階段，實車測試面臨測試場景覆蓋度不足、效率低下和成本高昂等挑戰。為解決這些問題，本文提出一種自動泊車HiL模擬測試系統方案，可大幅度提升測試效率及測試場景覆蓋度、縮短測試周期、加速產品迭代升級。
2.自動泊車系統簡介
多感測器融合的自動泊車技術結合了超聲波雷達和攝像頭來實現車位探測和環境感知。超聲波雷達透過實時探測周圍障礙物的距離，結合車輛自身的長寬，判斷是否存在可泊入的空間車位，而攝像頭則透過實時影像識別來檢測劃線車位及其周圍環境。感測器的協同工作使自動泊車系統能夠精確識別車位、實現精準停車，並確保停車過程中的安全性。
圖1 自動泊車示意圖
3.自動泊車HiL模擬測試系統
圖2 自動泊車 HiL測試系統框圖
自動泊車HiL模擬測試系統框架如上圖2所示，結合場景模擬軟體（VTD）、動力學模擬軟體（DYNA4）、實驗管理軟體（CANoe）和HiL硬體平臺，進行整車通訊網路模擬、4路環視攝像頭模擬和12路超聲波雷達模擬，實現自動泊車功能的閉環測試。
3.1整車通訊網路模擬
使用CANoe對智駕域控制器互動系統進行虛擬節點模擬，如轉向系統、制動系統、組合慣導INS、駕駛員操作指令等。
圖3 整車通訊網路資料流程圖
①轉向、制動系統等車輛實時運動狀態訊號：DYNA4模型輸出輪速、車速、方向盤轉角、檔位訊號等，CANoe做邏輯處理後與匯流排訊號（如CAN FD、SOME/IP、DDS）對映；同時CANoe解析並處理智駕控制器發出的匯流排訊號（如CAN FD、SOME/IP、DDS），對映到DYNA4模型實現車輛運動控制；
②組合慣導INS：VTD輸出UTM座標，CANoe中進行加偏處理，即UTM座標系->WGS84座標系->GCJ02座標系後對映到匯流排訊號（如CAN FD、SOME/IP、DDS）；
③駕駛員車機操作訊號：如選擇車位、泊出方向選擇等。
3.2環視攝像頭模擬
針對4路環視攝像頭，使用影片注入的方式進行影像資料模擬，如下所示：
圖4 環視影片注入資料流程圖
①在場景模擬軟體VTD配置檔案simServer.xml中新增一個IG檢視；
②在IG檢視配置檔案IGbase.xml對新建檢視畫面進行畸變配置設定畫面FOV；
③透過CfgDisplay.xml配置檔案確定攝像頭安裝位置及偏轉方向，並分配對應的GPU通道進行影像渲染。
3.3超聲波雷達模擬
針對12路超聲波雷達模擬，在場景模擬軟體VTD中配置OptiX 物理感測器模型，資料傳輸如圖5所示：
①在場景模擬軟體VTD配置檔案simServer.xml中新增一個IG檢視，並配置讀取OptiX 物理感測器模型配置檔案；
②在配置檔案IGbase.xml中修改配置，設定橫向縱向發射的光線數量和資料儲存的共享記憶體地址，輸出障礙物距離（distance）及物體表面被光追探測到的座標連線資訊（cluster）；
③轉發程式配置，編寫轉發程式讀取共享記憶體中的資料，剔除無效資料，將感測器光追探測到的障礙物最小距離（distance）和障礙物表面每列最小座標連線（cluster）透過TCP/UDP傳送至實驗管理軟體CANoe；
④在實驗管理軟體CANoe中使用CAPL進行資料處理，處理後的資料透過匯流排訊號（如CAN FD、SOME/IP、DDS）傳送至智駕域控制器中。
4.案例展示
4.1環視攝像頭影片注入標定效果
圖6 VTD標定場景IG圖
圖7 4路環視融合（全景）圖
4.2超聲波雷達模擬效果
如下圖9所示，將車身四周劃分為1-16共16個扇區，其中FRS_6、RRS_7、RLS_14、FLS_15四個扇區為虛擬扇區，其資料值透過DR座標系及鄰近扇區推理算出，車頭、車尾和右側淡藍色弧線為超聲波雷達探測到障礙物形成的Cluster連線，扇區中的值為超聲波雷達安裝位置到障礙物的最近距離值，扇區無障礙物時預設值為5100。
圖8 VTD泊出IG圖
圖9 超聲波雷達扇區資訊圖
如下圖10所示，影片畫面中左上角為真實車機泊車畫面，左下角為智駕域控制器輸出的4路環視攝像頭畫面，右邊是智駕域控制器輸出的泊車資料融合俯檢視。
泊車影片展示
如上圖10所示，本系統能夠模擬複雜的泊車場景和環境因素，包括不同型別的停車位（如平行、垂直、斜向）以及各種位置和距離的停車位。同時，模擬了多種障礙物，如錐形桶、地鎖、騎行者等，以確保自動泊車系統能夠準確識別不同測試場景下的不同型別障礙物。允許團隊評估自動泊車系統在繁忙停車場中的效能表現，並測試在不同天氣條件（如晴天、雨天、雪天）、光照情況和道路狀況下的準確性、響應速度及穩定性。
5.總結
藉助這套自動泊車 HiL模擬測試系統，可快速構建車輛及環境模型，從而模擬車輛在各種情境下的泊車狀態。同時彌補實車測試場景覆蓋度低、成本高等痛點，提高自動泊車功能測試驗證效率。
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