“自動(dòng)駕駛技術(shù)”是IT行業(yè)對(duì)汽車行業(yè)的一次主動(dòng)跨界，所以你才會(huì)覺(jué)得“無(wú)人駕駛”的氣質(zhì)那么像IT，因?yàn)闊o(wú)論從技術(shù)還是媒體宣傳，幾乎都是按照IT界的玩法來(lái)的，特點(diǎn)就是新聞多、玩概念的也比較多、風(fēng)口比較多，可能成功，當(dāng)然，也可能過(guò)兩年就黃了……
IT行業(yè)試圖將汽車行業(yè)統(tǒng)領(lǐng)在自己的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)……概念之下，但是，由于汽車事關(guān)人命，汽車產(chǎn)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)關(guān)系巨大，所以，互聯(lián)網(wǎng)的這種玩法，勢(shì)必也會(huì)遭到汽車安全領(lǐng)域現(xiàn)有規(guī)則的質(zhì)疑和抵觸，至于結(jié)果如何，我們還是拭目以待吧！
無(wú)人駕駛的基本原理非常簡(jiǎn)單，當(dāng)前技術(shù)水平下，它的正式名稱等同于“先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)”（AdvancedDriverAssistantSystem），小名ADAS。
ADAS系統(tǒng)包含信息采集設(shè)備和ADAS控制器，信息采集設(shè)備主要是各種攝像頭、超聲波雷達(dá)、激光雷達(dá)等一堆東西，ADAS控制器就是一個(gè)控制器，負(fù)責(zé)處理這些攝像頭、雷達(dá)信號(hào)，并對(duì)車輛發(fā)送“轉(zhuǎn)彎”、“加速”、“停車”之類的控制命令。
說(shuō)著簡(jiǎn)單，但是做起來(lái)還是有很大工作量的。
接下來(lái)，我們直奔主題，我們看看，搞一個(gè)無(wú)人駕駛汽車，車企和ADAS供應(yīng)商分別需要做什么。
對(duì)于車企而言，顯而易見(jiàn)，需要開(kāi)放車輛的控制接口，把之前由駕駛員進(jìn)行的各種操作，比如踩踏板、打方向盤(pán)、踩剎車、打轉(zhuǎn)向燈等動(dòng)作，轉(zhuǎn)換成由ADAS控制器來(lái)發(fā)命令，去控制。
一般而言，車企需要和無(wú)人駕駛供應(yīng)商對(duì)接好CAN協(xié)議，并對(duì)人工操作的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行一些必要的修改，比如給踏板增加一個(gè)伺服電機(jī)，讓它根據(jù)ADAS控制器的命令來(lái)控制踏板踩下一定的深度。
對(duì)于ADAS供應(yīng)商而言，說(shuō)實(shí)話，需要做的工作比較多?？傮w而言，供應(yīng)商需要開(kāi)發(fā)ADAS控制器的算法，對(duì)采集到的多種傳感器信號(hào)進(jìn)行正確的處理，并控制車輛作出合適的動(dòng)作。
接下來(lái)，我們來(lái)重點(diǎn)討論一下，ADAS的HIL測(cè)試，應(yīng)該怎么做？
談到這個(gè)問(wèn)題，車企的朋友們難免會(huì)憂桑，因?yàn)檫@種技術(shù)集中度非常高的、深度大、廣度小的產(chǎn)品系統(tǒng)，測(cè)試工作事實(shí)上主要是由供應(yīng)商來(lái)做的，車企很少有能力做，而且即使做了，自己也不是很有信心，還是要依據(jù)供應(yīng)商說(shuō)的來(lái)。
坊間流傳著一個(gè)段子，說(shuō)某個(gè)車企，打聽(tīng)到了博世ESP部門用的是ETAS的HIL做測(cè)試（其實(shí)這個(gè)根本不用打聽(tīng)，猜都能猜得到，同屬于一個(gè)集團(tuán)的嘛），然后興沖沖地買了一套ETAS的HIL設(shè)備，準(zhǔn)備等ESP系統(tǒng)到貨之后，做一下ESP系統(tǒng)的HIL測(cè)試。結(jié)果博世ESP部門說(shuō)，“我們都做好了，你們做啥做？不用做！”“你們想做你們就自己做，但是我們不會(huì)提供任何支持！”，然后這個(gè)車企就傻眼了，買來(lái)的HIL就成為擺設(shè)了。
可能博世ESP部門覺(jué)得車企做ESP系統(tǒng)的HIL意義不大，還浪費(fèi)時(shí)間～
對(duì)于ADAS系統(tǒng)而言，大多數(shù)車企的處境相比ESP的例子，好不到哪里去～
ADAS控制器的算法是其核心，這是一個(gè)需要經(jīng)過(guò)千錘百煉、不斷優(yōu)化、大量測(cè)試之后，才敢上車的控制器軟件。車企所做的ADAS測(cè)試，覆蓋率太低，也很難找到連供應(yīng)商都還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的bug。而且，ADAS的這些算法源碼，車企一般是拿不到的，所以由車企去優(yōu)化代碼也有一定的操作困難。因此，倒不如好好對(duì)接、配合供應(yīng)商，借助于實(shí)力較強(qiáng)的供應(yīng)商的N多項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)積累，確保ADAS系統(tǒng)成熟可靠！
當(dāng)然，這個(gè)做法不適用于部分決心在ADAS控制算法領(lǐng)域有所建樹(shù)的企業(yè)，因?yàn)檫@樣的企業(yè)理想遠(yuǎn)大，并且投入了大量的財(cái)力人力去自主開(kāi)發(fā)ADAS算法。不僅要超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手車企，而且還要超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手車企的供應(yīng)商，從而徹底拉開(kāi)差距，讓對(duì)手再也沒(méi)有機(jī)會(huì)。但是這樣的企業(yè)好像不多，大家可以留言，看看國(guó)內(nèi)有多少這樣的企業(yè)，自主開(kāi)發(fā)ADAS算法并用到量產(chǎn)車上的。
我們?cè)倏纯?，ADAS系統(tǒng)HIL測(cè)試領(lǐng)域的幾個(gè)模式。
第一個(gè)模式，高?？茖W(xué)研究，或者企業(yè)樣板工程，主要供實(shí)驗(yàn)室演示使用，或者寫(xiě)論文做研究，基本不具備實(shí)車應(yīng)用價(jià)值，我們稱其為“王子”。
這種ADASHIL測(cè)試，其最重要的特點(diǎn)是，它不需要實(shí)車錄制的視頻文件，它的“場(chǎng)景”，是由一個(gè)叫“場(chǎng)景軟件”的東西生成的。如果您不太理解場(chǎng)景軟件的用處，那您想象一下考駕照時(shí)候用過(guò)的駕駛模擬軟件，你在屏幕上所能看到的，就是“場(chǎng)景”，這個(gè)軟件，就可以稱作一個(gè)“場(chǎng)景軟件”。
場(chǎng)景軟件把生成的“場(chǎng)景”，轉(zhuǎn)化成視頻，然后，通過(guò)視頻注入板卡，把視頻發(fā)送給ADAS控制器。ADAS控制器對(duì)其進(jìn)行處理之后，會(huì)把對(duì)車輛的“轉(zhuǎn)彎”、“加速”之類的命令通過(guò)CAN總線發(fā)給場(chǎng)景軟件PC，場(chǎng)景軟件控制汽車在場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)“轉(zhuǎn)彎”、“加速”等動(dòng)作，就可以實(shí)現(xiàn)“基于場(chǎng)景軟件的ADAS無(wú)人駕駛”了。
這是一個(gè)幾乎不具備商用價(jià)值的ADAS測(cè)試方案，因?yàn)樗男畔?lái)源就不是真實(shí)的駕駛環(huán)境，而是由“場(chǎng)景軟件”生成的。視頻圖像質(zhì)量非常理想化，沒(méi)有雪花毛刺，沒(méi)有霧靄蒙蒙、電閃雷鳴，沒(méi)有行人突然闖紅燈，也沒(méi)有寶馬車燈突然亮起，甚至整個(gè)賽道都沒(méi)有別的車輛……
這樣一個(gè)ADAS測(cè)試方案，主要應(yīng)用領(lǐng)域還是高校理論研究，這種理論研究的目的本來(lái)就不是為了商用，而是為了在某一技術(shù)點(diǎn)上，取得研究突破，發(fā)現(xiàn)新方法、新理論，為產(chǎn)業(yè)界、工程界提供理論支持。
當(dāng)然，企業(yè)也有可能使用這種ADAS測(cè)試方案，但目的主要是為了樣板工程建設(shè)、演示，對(duì)實(shí)際車輛開(kāi)發(fā)沒(méi)有多大用處。
第二個(gè)模式，商業(yè)應(yīng)用的ADAS測(cè)試。其最大的特點(diǎn)是，拋棄了“場(chǎng)景軟件”，改用實(shí)車錄制的視頻圖像數(shù)據(jù)（以及雷達(dá)、超聲波傳感器信號(hào)等等），相對(duì)辛苦一些，我們稱其為“草民”。
此種模式下，ADAS測(cè)試方法也有多種，簡(jiǎn)單地說(shuō)，比如學(xué)習(xí)、訓(xùn)練；復(fù)雜了說(shuō)，比如人工標(biāo)記。
所謂“學(xué)習(xí)、訓(xùn)練”，就是由人工開(kāi)車，車上裝一些攝像頭，跑個(gè)幾百幾千公里，然后把錄像拿回實(shí)驗(yàn)室，讓ADAS控制器去學(xué)習(xí)。ADAS控制器學(xué)習(xí)的終極目標(biāo)，就是能跑出和人工駕駛同樣的軌跡，其方法就是識(shí)別視頻里面的各類物理，對(duì)ADAS控制器內(nèi)部的大量參數(shù)進(jìn)行不斷地迭代、優(yōu)化，從而最終實(shí)現(xiàn)“仿生”駕駛，使ADAS控制器“計(jì)算”出來(lái)的軌跡，和視頻中的真實(shí)軌跡相一致。
所謂人工標(biāo)記，是一個(gè)更加細(xì)致的測(cè)試階段，主要做法就是，對(duì)視頻進(jìn)行人工標(biāo)記，由工程師先代替ADAS控制器，查看視頻，并對(duì)需要處理的對(duì)策進(jìn)行期望值標(biāo)記。說(shuō)白了，就是，一個(gè)合格的駕駛員，人工開(kāi)車的時(shí)候，看到這樣的視野場(chǎng)景，應(yīng)該怎么反應(yīng)，是加速還是減速，是轉(zhuǎn)向還是剎車還是鳴笛，標(biāo)記下來(lái)。把人應(yīng)該有的正確操作，標(biāo)記在視頻的時(shí)間軸上，當(dāng)然，這些“操作”，在無(wú)人駕駛模式下往往以“信號(hào)變量”的形式出現(xiàn)。然后，我們就通過(guò)視頻回放設(shè)備，把視頻輸入給ADAS控制器，然后在同一個(gè)時(shí)間坐標(biāo)系下，核對(duì)ADAS控制器的反應(yīng)是不是正常的（普遍使用自動(dòng)化測(cè)試的方式），各個(gè)信號(hào)變量的值，對(duì)不對(duì)，從而為算法的進(jìn)一步優(yōu)化提供依據(jù)。
幾乎全部的ADAS供應(yīng)商，都是采用這種“視頻回放”的ADAS的測(cè)試方案，畢竟，軟件算法是要上車商用的，雖不需要高深理論，但是要求工程上成熟可靠，搞一些場(chǎng)景軟件來(lái)測(cè)試，可不行。
在這個(gè)領(lǐng)域，全球最優(yōu)秀的選手叫英偉達(dá)（NVIDIA），沒(méi)錯(cuò)，就是你電腦上顯卡的供應(yīng)商，而且創(chuàng)始人還是個(gè)華人。英偉達(dá)這個(gè)公司幾乎包攬了全世界圖形圖像處理領(lǐng)域所有的最先進(jìn)技術(shù)，在無(wú)人駕駛領(lǐng)域更是當(dāng)之無(wú)愧的王者，百度、華為、特斯拉什么的，在這個(gè)領(lǐng)域全是它的小弟。
攝像頭和ADAS控制器之間，傳輸視頻所使用的協(xié)議類型一般為L(zhǎng)VDS（lowvoltagediffersignal），比如GMSL、FPDLink、APIX等協(xié)議。在攝像頭端，通過(guò)serializer模塊，把YUV、RBG等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成APIX協(xié)議數(shù)據(jù)，到了ADAS控制器端，通過(guò)deserializer模塊，把APIX協(xié)議數(shù)據(jù)還原，給ADAS控制器進(jìn)行處理。
我們?cè)谧鯝DAS控制器的測(cè)試的時(shí)候，就可以通過(guò)這樣的模塊（視頻回放板卡），把視頻文件轉(zhuǎn)化成LVDS協(xié)議信號(hào)，發(fā)給ADAS控制器，用于訓(xùn)練ADAS控制器，或者用于對(duì)ADAS的控制信號(hào)進(jìn)行比對(duì)（對(duì)于車企而言，雖然做ADAS無(wú)人駕駛測(cè)試，比不上ADAS供應(yīng)商，但是，也是值得去嘗試的，有利于車企建立這方面的能力）。
當(dāng)然，這種LVDS協(xié)議信號(hào)仿真模塊，其意義不僅僅是針對(duì)ADAS測(cè)試，它對(duì)車載多媒體模塊、儀表、中控等各種需要傳輸圖像、視頻的模塊，都非常有用，它既可以仿真信號(hào)源，也可以仿真信號(hào)接收處理模塊，可以協(xié)助工程師在缺少對(duì)端模塊的情況下，通過(guò)仿真來(lái)完成對(duì)自身模塊的測(cè)試。
按照我們對(duì)HIL本質(zhì)的理解，HIL是一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的系統(tǒng)，在缺少“周圍件”的情況下，通過(guò)板卡或設(shè)備模擬出“周圍件”，形成一個(gè)有機(jī)的交互體，都應(yīng)該稱作HIL。我們通常概念中針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU、VCU、BMS的HIL，只是HIL針對(duì)多管腳單片機(jī)控制器的一類應(yīng)用而已。