ADAS/AD 系统验证方法及策略(dSPACE解决方案)
1.ADAS/AD系統校驗概述
ADAS/AD研發面臨的挑戰
從level2到level3/4的ADAS/AD功能評估；
更復雜的功能化，針對多控制器、深度學習技術，和驗證單組件和模組間的交互；
百萬公里的有效車輛測試數據；
高性能的可擴展平臺和準確的測試方案；
功能安全驗證的仿真技術點
ISO 26262推薦應用MIL/SIL/HIL仿真來執行軟件安全的需求驗證
仿真優勢：可重復性，擺脫性能/閾值限制的測試，極端危險情況下的測試
ISO 26262 闡述了車輛電子電器系統故障引起的安全風險，其中一部分介紹功能安全，另外一部分避免或者控制隨機的硬件和系統故障，而該故障將影響功能安全。
然而，對于依賴環境傳感器的系統，如果感知或者融合算法對環境做出了危險的決策，那么即使系統沒有故障，但也有可能產生安全違規。所以，重點是關注ISO和SOTIF交叉重合部分的標準，基于這些來進一步完成Verification系統。
2. dSPACE為數據驅動開發和ADAS/AD的支持服務
dSPACE為自動駕駛提供的解決方案（貫穿始終的工程服務團隊支持），dSPACE團隊提供以數據為驅動的驗證和認證集成解決方案，涵蓋數據記錄、車輛原型制作中、數據數據擴充及數據回放等功能。
dSPACE重點戰略領域是車輛環境仿真和傳感器仿真。本次主要介紹基于測量數據的場景搭建，和部分的SIL、HIL測試，然后我們解決驗證和認證問題，最后介紹強大的云仿真功能-SIMPHERA。
一、數據和測試管理系統
功能方面：
支持深度學習和車輛原型在環仿真
支持軟件開發例如VECU
支持車輛，環境和傳感器的仿真
支持基于測試的駕駛場景生成
數據方面：
支持數據記錄
支持數據擴充
支持數據回放
應用場景方面：
SIL&HIL測試
信息互聯和數據安全（5G）
二、驗證和系統協同測試
產線終端傳感器測試
定期技術檢查
2.1. 自動駕駛全棧解決方案（SIL & HIL）
為全面了解自動駕駛驗證（AV）系統，我們可以從標準的AV軟件系統或者全棧AV入手，區分為感知控制和驅動控制階段，可以實現的功能有數據融合、場景分析和路徑規劃。開發和測試AI或者機器學系統的挑戰在于如何保證在所有駕駛條件下的安全性。
傳感器檢測
支持傳感器標定和測試
感知&融合：
支持預處理 + 檢測和跟蹤=>數據融合 和 定位
面臨挑戰：如何研發和測試AI？
-->重點在于AV全棧的感知層
-->用虛擬數據填補真實數據空白
技術點：數據回放測試（真實性和實時性）
駕駛策略和執行：
場景理解 + 預測 =>路徑規劃 和 行駛控制
面臨挑戰：確保所有情況下的安全性！
-->如何保證“全部”？
--> 需要廣泛的測試覆蓋，測試未知（SOTIF）
-->基于場景的測試，在云端擴展
技術點：閉環測試（基于場景的測試）
2.1.1 閉環集成和測試解決方案
此關鍵的點在于針對具體的功能，使用準確的前端測試類型，來幫助驗證傳感器在研發和售后市場的自身發展。
數據回放功能可以評估傳感器感知系統。然而，基礎的全閉環場景測試，需要滿足全面測試的集成系統。重要的是當我們做HIL、SIL或者云端測試時，需要考慮到此類型的集成測試所涉及的內容。前端真實傳感器測試可以滿足Camera、和Radar測試。閉環集成解決方案可以實現一下三部分之間的相互通信：
場景庫的測試仿真有三個主要的領域：Scenarios-場景仿真、Sensors-傳感器仿真和Vehicles-車輛仿真。其中，重點在于如何支持標準協議文件的導入導出工作和如何基于測量數據衍生仿真場景
全方位的測試場景仿真（真實測試環境和場景）
包含3D 物體模型，駕駛員模型，交通流模型，道路交通網模型
支持執行標準文件的導入和導出
支持基于測試的場景生成
逼真的傳感器仿真
可實現傳感器檢測、感知和融合，駕駛策略
支持傳感器模型的仿真，包含攝像頭、雷達、激光雷達和超聲波雷達， IMU和GPS， 以及V2X。
支持傳感器模型的集成
真實的車輛及行為仿真
包含動力傳動系統模型，剎車模型，方向盤轉向模型，懸架模型，輪胎模型
支持小轎車、卡車/拖車等的車輛動力學模型
支持混合動力、BEV、FCEV的動力系統
支持運動控制接口
2.1.2. dSPACE 汽車雷達測試系統-DARTS
dSPACE支持Radar測試系統技術，可以應用于Radar閉環測試臺架仿真，覆蓋整車工具鏈開發到生產末端的ADAS/AD 的Radar應用測試。
支持OTA雷達目標仿真：應用于ADAS，以及商業汽車的領域。
雷達關鍵技術點：
先進的OTA雷達模擬
支持下一代雷達（例如成像雷達）
全覆蓋基于雷達的ADAS/AD應用程序
覆蓋汽車產業價值鏈開發到EOL測試
高效，靈活，可持續的固定投資
2.1.3. 數據回放測試和評估體系
在HIL和SIL測試中，一般為實現驗證傳感器功能和實現真實捕獲數據的回放，首先要獲取原始數據和帶標注的Ground Truth信號。而這關鍵的是需要同步各種傳感器，以及所有總線通信信號和其他需求的接口。數據回放系統功能有限，目前支持感知系統的測試。
作為HIL/SIL測試，我們需要通過閉環測試來監控車輛移動導致的傳感器前端驅動的變化，dSPACE應用3D場景仿真，來驅動前端和高精度車輛模型在環境中行駛，可以實現與真實車輛相同的效果。到AD全棧中，閉環測試通過回灌車輛狀態信息和輸入的指定的傳感器信號，協同來執行部分功能。
應用于傳感器融合測試和環境感知的測試
將云端的注釋數據傳輸到dSPACE數據回放系統，一方面被測設備從中獲取到已記錄下來的傳感器數據和車輛總線數據；另一方面，數據回放系統提供地面真實數據，與被測設備運算結果相比較。
關鍵技術點：
傳感器和總線數據的時間同步準確性回放
SIL和HIL的無縫銜接解決方案
適用于車輛任意ECU的解決方案，主要包含單個傳感器ECU到AD中央控制單元
擴展總線和可實現總線監控和操作功能的傳感器模塊
2.2.dSPACE端到端仿真和驗證工具鏈（SIL&HIL）
接下來介紹如何使用場景庫和創建駕駛策略應用到車輛和傳感器上，以下是dSPACE端到端AD仿真驗證工具鏈，包括基于HIL和SIL。dSPACE提供高保真的3D物體和傳感器模型，SIMPHERA支持可擴展的驗證方法。
其中，關鍵是搭建一套高保真的傳感器模型，來確保整個系統行為的準確性。繼而在使用大規模的SIMPHERA驗證測試時，可以確保所有工況下的安全性。
然而,至關重要的是，如何保證基于場景的測試,可以廣泛的覆蓋SOTIF未知風險的測試要求。dSPACE提供虛擬誤差注入來彌補真實數據的缺失，
一、準備階段
首先生成測試場景，用于導入Model desk（dSPACE應用軟件）進行測試場景的編輯和參數化修改。場景生成可以通過ModellDesk手動搭建或者真實測試數據（同樣可應用于數字孿生），dSPACE支持ASAM的OpenDRIVE、OpenSCENARIO和OSI標準協議。
二、仿真階段
支持第三方的集成，不限于交通流模擬、OSI、傳感器集成、駕駛模擬器、FMU(如 CANoe)、Open APIs等
支持車輛及交通模型仿真（ASM模型庫，包含多物理環境車輛模型），高保真的3D物體仿真和傳感器模型仿真（AURELION應用程序）
支持基于ESI/VESI的System-under-Test
三、驗證階段
支持大規模的云端仿真和驗證（SIMPHERA系統），支持Automation Desk和Control Desk兩大應用程序的功能。
支持自測試自動化和等比例縮放的執行（Automation Desk 應用程序）
支持實時分析調試（離線\在線）（Control Desk應用程序）
2.2.1. dSPACE場景生成器
dSPACE場景庫適配Operational Design Domain（ODD）生成正確的測試場景，dSPACE的Model Desk可以根據客戶的ODD來創建準確的場景庫。Model Desk是圖畫交互式地創建道路和場景的應用軟件，其提供了NCAP 、ALK等場景庫示例，方便客戶快速上手。
此外該軟件支持基于真實世界數據的交通流和邊緣場景的搭建。對標準的支持先進性是非常關鍵的能力，重要的是基于OpenSCENARIO標準的開放場景和基于OpenDRIVE和OpenCRG標準交通道路的導入和導出，可以精準的復現場景元素。
同時，Model Desk軟件可以實現HIL、SIL和MIL測試運行時，道路和交通場景的實時修改。并且該軟件支持擴展API實現道路場景的自動化搭建。dSPACE解決方案可以,自動化實現ASM車輛動力學模型和客戶定制化模型的集成，這意味著dSPACE解決方案,同樣也支持實現客戶模型的參數化設置和修改。
支持交互式圖形編輯器（Model desk應用程序）
支持測量數據到仿真場景的搭建
支持道路和交通場景的標準協議導入和導出（包含ASAM 的OpenDRIVE、OpenCRG和OpenSCENARIO）
支持3D場景的生成
dSPACE場景生成器Model Desk的關鍵技術點：
用于道路和場景創建的交互式圖形編輯器
預設了NCAP/ALKS和其他場景的搭建
基于現實世界數據生成交通場景和邊緣場景
程序化生成3D影像
支持前沿性測試標準：OpenDRIVE、OpenCRG和OpenSCENARIO
支持多方地圖導入，例如 GPS,OSM,TomTom、HERE等
dSPACE場景生成器-Model Desk應用程序
Model desk作為ASM模型的項目和參數的中央管理器，用于道路和場景創建的交互式圖形編輯器，支持MIL、SIL和HIL實時運行時的參數、道路和場景的下載。
Model desk支持自動生成內容的可擴展API，以及支持自動生成的集成客戶模型API。
前沿性支持測試標準（OpenDRIVE、OpenSCENARIO等）
Model Desk道路編輯器和場景編輯器
Model desk中易于使用的交互式道路和場景編輯器，具有模擬與顯示之間的自動同步功能，該軟件支持構建由道路和交叉路口組成的復雜道路網絡。
其中，道路交通網的編輯，可以定義高度和表面信息以及車道的平滑度和特定線條的自定義，支持設定越野車和商用車的無邊界道路搭建。
獨立的高度和地表編輯設定
具有平滑過渡和自定義軌跡的行駛車道線路，
UML類圖場景描述
交通流場景使用UML架構，可以實現時間、距離或者trigger條件（包含外部條件注入，例如速度踏板和轉向）的切換運行
隨著時間、距離、激勵觸發（例如外部ECU等）的轉換
在重放模式下，支持速度、踏板、轉向等可能的外部設定
2.2.2. 真實測量數據到邏輯仿真
dSPACE支持提取真實世界路測數據來實現等比例還原仿真，尤其在關鍵交通場景和邊緣情況下。dSPACE解決方案支持客戶自定義的Lidar、radar和Camera設置和數據格式轉換，最終實現道路和模型場景的提取。
這種重復利用有效測量數據的方式，有利于提高費用和時間的使用效率。而其中關鍵技術是如何實現無縫鏈接集成到現有的SIL、HIL測試架構中。
道路模型的提取自激光雷達和攝像頭
支持客戶自定義傳感器參數設置和數據格式定義
時間和成本高效化，可以重復利用有效的測試數據
無縫鏈接集成到現成的SIL和HIL測試系統中
dSPACE支持對真實數據和合成數據進行感知測試，真實數據感知測試屬于開環數據重放測試（DRT），而基于合成數據感知測試屬于閉環場景測試。
開環感知測試可以基于真實數據場景實現，而外加數字孿生的高度自動化技術，可以同步實現閉環感知測試。繼而，在dSPACE平臺下，可以實現場景需求的不同參數化修改，用于實現SOTIF的合規測試和基于場景的測試。總結一句話就是，通過創建數字孿生，真實數據會依托虛擬數據獲得增強豐富的場景。可以其中關鍵技術點見以下：
基于真實數據的開環實現感知測試
基于高度自動化的數字孿生創建
支持SOTIF兼容測試（ScBT）的場景驗證
當創建數字孿生時，真實數據也可以通過虛擬數據來增強
2.2.3.道路場景的導入和測試標準
dSPACE擁有先進的道路和場景開放標準的導入和導出技術，OpenScenario標準是提供一種應用場景庫的方式方法，并且dSPACE 提高了Open Simulation Interface（OSI）技術與其他測試場景的傳感器仿真兼容性，關鍵點見如下：
支持GPS或（X,Y,Z）測量數據
支持OpenStreetMap, TomTom, Here, ADAS RP, SHAPE, AutoNavi, Korea, Japan
支持3D地圖解決方案
支持GIDAS
支持HighD， NUSCENES, SmartDrive, ...
dSPACE支持前沿性的測試標準包括：
OpenDRIVE
OpenCRG
OpenSCENARIO
OSI(OpenSimulationInterface)
2.3.汽車仿真模型（ASM）關鍵特性
dSPACE提供ASM模型，實現多級化的物理級別車輛模型和交通仿真。ASM模型工具鏈具有全方位的模塊化和靈活性，包含車輛卡車動力學模型，動力系統，環境/交通和傳感器。關鍵技術點見以下：
開放、模塊化和可擴展的仿真模型，適用于測試中所有車輛的應用
可實現所有平臺的實時性和快捷性：MIL, SIL, HIL和云端
所有平臺支持，運行時自動更改參數，道路和場景
完整的車輛模型，包括車輛動力學、動力總成、底盤模型、駕駛員模型和環境模型
ASM環境和交通仿真支持復雜的AD/ADAS場景測試
支持完整的ADAS/AD傳感器配置
2.3.1 車輛動力學模型
ASM用于真實和實時動力學仿真，National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) Office 基于ASM模型發表一篇關于控制和剎車的論文《An applied review of simulation validation approaches on a vehicle dynamics model》。ASM關鍵技術點見如下：
當車輛行駛路面出現不同狀況時，例如顛簸、坑洼及道路邊界等，ASM模型會產生逼真的車輛和傳感器物理物理反映。
經由全球多方OEMs/供應商長期使用的車輛仿真技術經驗
支持天氣/路面條件造成的，車輛側滑物理行為模擬
支持主動懸架系統建模
提供先進的車輛穩定性制動模型，包括用于ABS和ESC干預的軟件ECU
優勢點：開放的模型--可訪問車輛模塊原子級別的詳細信息，易于修改，與其他模型結合，并提供全方位的FMI標準技術支持
2.3.2 ASM卡車和拖車模型
基于逼真的多體車輛仿真，車輛仿真模型的模塊化有發動機、動力傳動系統、轉向、制動、懸掛、輪胎模塊。ASM卡車和拖車模型是dSPACE車輛動力學仿真環境一個擴展的功能模塊，該解決方案提供多車身仿真。
在貨運或者非公路系統中，該模型根據適當的特征呈現多自由度仿真。關鍵技術點見如下：
三維空間的整車動力學、大自由度仿真
提供準確的縱向和橫向物理卡車/拖車模型，該模型的發動機模塊、動力傳動系統、轉向制動系統、懸架系統和輪胎模型可以根據測試需求自定義任何類型的車輛
示例：側風擾動，潮濕路面，干燥路面
支持以下商用車所有參數的仿真，以下車輛實現可操作和可控制，并且支持液壓剎車模型。dPSACE給客戶展示過卡車行駛過程中，分別在兩組是否啟用ABS系統中，受一側風力的干擾的模型的擾動波形對比。dSPACE團隊重點研究通過顯式通信軟件SIL的地面模型，實現了豐富的非公路應用場景。同樣支持任意軸的可轉向/驅動，雙輪胎支持液壓/氣動制動模型。
支持剛性卡車、牽引車
支持全/半/dolly-trailer
公路列車-多輛拖車
公共汽車，鉸接式公共汽車
2.3.3 ASM越野場景應用
ASM車輛動力學模型支持顯式軟土地下模型，例如全地形和懸掛動力，支持越野環境下全傳感器仿真。dSPACE團隊研發了支持，地面的輪胎和履帶式車輛的實時仿真解決方案，這意味著dSPACE平臺支持任意越野地形的駕駛行為的仿真。
dSPACE團隊已經在2021年將該技術已經發表在SAE Jornal paper商用車期刊上，詳細介紹了Soft soil 交互的技術。關鍵技術點見如下：
與軍用和商用車輛集團合作的研究項目經驗
掌握車輪與地下相互作用的實時解決方案
掌握履帶車輛實時解決方案
在任意越野地形中駕駛
2021年已發表論文在SAE
2.3.4 ASM 卡車/公交車模型
dSPACE車輛仿真可以配置在不同的道路交通場景和交通環境中，同時提供支持燈光條件下和不同天氣條件下的物理級別傳感器仿真。
多車廂公交車仿真
交通流、建筑物和傳感器仿真
天氣仿真，例如雪景
2.4 各層級的傳感器接口
主要介紹傳感器的傳感功能、感知融合功能、驅動功能系統和驅動系統。
傳感與感知端接口：屬于在GPU的原始數據層級，客戶可使用 dSPACE AURELION軟件的基于物理學的傳感器模型（對光線追蹤和多路徑響應等不同傳感器均可實現），完成傳感器的傳感功能的搭建和算法的驗證。
感知融合與規控之間的接口：dSPACE 的ASM項目可提供基于幾何的真值傳感器模型，即使用CPU運算生成的ground truth對象清單列表，可以實現預處理，感知，追蹤、數據融合和定位算法的測試和驗證。并且ASM模型提供基于概率值和現象級別的環境場景仿真
規劃控制和車輛執行階段的接口：dSPACE傳感器提供后處理模型，客戶可以驗證場景解讀算法、預測算法，以及路徑規劃和移動控制。dSPACE提供車輛動力學模型，真實仿真車輛物理反映。
2.4.1 ASM模型提供的真值傳感器
ASM模型提供所有類型的傳感器類型，屬于理想的現象級別和概率性模型的Camera、Lidar、Radar和ultrasonic傳感器，同樣也支持IMU和GPS仿真。
基于CPU的對象清單列表傳感器模型，具有最真實仿真性能，提供高效和可擴展的地面實況信息，用于評估和偵測移動、靜態物體、車道線和車道邊界，以及交通標志和燈光檢測。關鍵技術點見如下：
高效和可擴展的地面真實傳感器模型仿真
移動物體
（支持端口輸出信息有：類型、位置、速度、加速度、方向、方向速率、包圍框、投影輪廓、車燈狀態、司機ID...）
靜態物體
（支持端口輸出信息有：類型、位置、方向、包圍框、投影輪廓、車道映射...）
車道/車道邊界
(支持端口輸出信息有：道路車道、路口唯一車道ID、車道邊界ID、線、護欄、邊緣、點序列...)
道路標志和燈光
（支持端口輸出信息有：時間/相位檢測、全球各國交通標志...）
逼真的傳感器仿真效果
支持參數化遮擋和視野
仿真雷達/超聲波的概率傳感器模型
支持噪聲添加和多重反射/聚集回波的仿真
2.4.2 ASM路面真值-OSI接口
基于傳感器模型實時耦合，ASM模型支持高級開放仿真接口（OSI）的格式輸出。關鍵技術點見如下：
擴展支持OSI::GT 3.x用于集成OEM和Tier 1/2傳感器模型；
Ego測試車與環境交互產生OSI數據流，該數據流可以回灌獲得更多細節信息或者用于物理傳感器模型中。
可以通過標準化接口訪問，比如谷歌ProtoBuf，為了優化吞吐量速度和提供不同類型傳感器仿真。
2.5 AURELION-基于物理的傳感器模型
為了實現物理級別傳感器仿真，dSPACE研發了AURELION軟件。該軟件用來支持基于物理渲染的Camera模型、Lidar的3D點云仿真和Radar射線跟蹤與距離多普勒圖譜繪制。
而傳感器強度，依據線束的幾何路徑和材質的反射率。基于多普勒效應仿真，可以搭建聚類和原理仿真。關鍵技術點見如下：
用集成的物理模型實現非真實的3D環境以及動畫顯示
基于GPU的物理傳感器模型仿真
全覆蓋的燈光和天氣條件仿真
2.5.1 AURELION-傳感器套件
攝像頭傳感器模型：基于物理渲染和逼真的光照配置以及鏡頭輪廓配置，實現圖像修改和故障注入，以及語義分割和邊界框路面真值數據計算。
雷達傳感器模型：
支持雷達信道極化運算，
可實現鏡面反射和漫反射，
支持射線多路徑傳播的設置，
支持與每個物體交互產生自適應射線反射
激光雷達傳感器模型：
支持可擴展的點云數據和原始數據輸出
支持掃描式傳感器和基于閃光的傳感器模型
支持滾動快門效果
支持導入掃描模式
2.5.2 AURELION-傳感器模型驗證
基于最先進的研究結果和測量的傳感器模型驗證，例如真實camera圖像、三面體角反射器和掃描模式等。其中關鍵技術點有：
基于分析和高水平仿真結果的正確物理行為的驗證
根據真實情況的準確或正確掃描模式
與傳感器供應商緊密合作，提供傳感器特性效應的建模和驗證
擁有大型合作伙伴生態系統，例如我們與Hella合作，集成了他們傳感器模型到dSPACE系統中。
2.5.3 AURELION-傳感器優勢
AURELION支持基于高度真實的物理級別傳感器仿真模型，各傳感器關鍵技術點見如下：
提供高逼真的物理級傳感器模型：攝像頭、雷達和激光雷達
擁有優質的射線跟蹤方法，包括多路徑傳播技術
支持自定義配置掃描/天線模型
適用所有的3D物體的材質屬性的設置
提供后處理接口，用于集成供應商IP和用戶自定義傳感器模型
2.6 dSPACE傳感器仿真HIL
dSPACE 支持HIL方針的ADAS/AD傳感器仿真，SCALEXIO硬件運行車輛動力學模型ASM，通過以太網傳輸與運行物理傳感器的AURELION軟件進行實時互聯。AURELION通過Displayport是實現ESI Unit powerful（FPGAs）互聯。ESI Unit通過LVDS與AD controller信息交互，同時與SCALEXIO形成閉環。
ASM模型提供與環境交互的OSI輸出端口，用于實現基于GPU的傳感器模型的回放功能，同時回灌到ESI unit。 ESI unit提供直接端口來注入數據到AD控制器ECU中。同時，支持來自SUT系統控制器的數據傳輸至ESI unit。通過ESI unit可以實現多傳感器與多個ECU間的接口通信。
關鍵技術點見如下：
SCALEXIO HIL運行ASM模型
AURELION在支持GPU的Sensor Sim電腦上運行傳感器模型
支持傳感器信號接口ESI Unit鏈接到AD Systems under test（SUT）
基于FPGA提供成像模型
將原始傳感器數據實時傳遞到ECU
控制曝光、I2C反饋控制接口
故障注入，可以實現同步的傳感器原始信號注入
支持所有汽車傳感器相關的接口
2.6.1 Environment Sensor interface Unit（ESI unit）
通過Environment Sensor interface 或ESI unit，可以生成傳感器原始數據仿真，而該功能基于高性能的FPGA。
支持傳感器原始數據模擬
支持功能強大的高端FPGA-XilinxZynq UltrtaScale+（MPSoc）
1個ESI Unit可以同步超過8個傳感器（Cameras/Radar/Lidar）數據回灌
可以達到50 Gbit/S的傳輸數據率
支持多單元兼容性耦合-并行執行能力可達到20-40個傳感器 I/Fs
FPGA固件是可定制的，用以實現模擬成像和添加效果
通過插件模塊（FMC）靈活適配視頻接口
遠程Camera接口（FPD-Link III &IV, GMSL1, GMSL2, 1G/10G Ethernet， GigE Vision-2， Ethernet AVB-2）
支持擴展客戶接口
支持用于短距離接口ESI插件設備（POD）-MIPI CSI-2SM, Parallel， HiSPI， LVDS, ……
支持復用相同環境下的開環和閉環測試
2.6.2 Camera故障仿真
dSPACE Camera傳感器支持故障插入單元（FIU）仿真，Camera擁有特定的誤差例如像素層級誤差、隨機噪聲和定時誤差。測試故障注入最好的方法是依據ISO測試規范，關鍵技術點有：
支持仿真各種camera特定誤差
支持仿真像素誤差
水平/垂直線
單個像素
支持隨機噪聲（SNR）
支持定時誤差模擬
支持CRC誤差
支持嵌入式數據和統計數據誤差
支持客戶特定擴展誤差
支持真實和模擬傳感器數據
支持系統運行態可配置性
2.6.3 SIL 測試仿真（VEOS平臺）
dSPACE解決方案提供基于閉環仿真的虛擬ECU（Virtual HIL）閉環仿真SIL，提供高層應用層和底層軟件層或硬件接口層的測試功能。關鍵技術點見如下：
車輛動力學ASM模型是開放和模塊化的接口結構，用于集成第三方組件。
提供全總線仿真（CAN、以太網等）
支持標準（XIL-API, FMI, ASM OpenX）用于數據交換
支持HIL模型、工具和測試的復用
dSPACE提供端到端AD仿真生態系統，SIL支持PC端或者云端仿真。SIL工具鏈包括VEOS仿真平臺，其運行車輛動力學模型，與搭載仿真物理級傳感器的AURELION應用軟件形成閉環仿真，同時可以使用支持RTMaps或者ROS研發環境來擴展AD cotroller。關鍵技術見：
VEOS平臺支持在PC端/集群/云端運行ASM模型
AURELION支持GPU的傳感器模型仿真
AURELION支持(Virtual -ESI) API端口連接AD的SUT
支持用戶自定義同步控制傳感器回灌數據到AD SW端
反饋控制支持調試和快速仿真
支持SuT（AD SW）在相同框架（ROS等）或系統平臺下運行
3. SIMPHERA - 支持百萬級別的測試用例
SIMPHARE用于測試和覆蓋未知風險的分析和識別，關鍵技術見：
支持自動創建、執行和評估云中仿真和測試
支持基于場景的測試，完全支持SOTIF未知風險的驗證
可識別SuT性能不足、關鍵情況和邊緣情況
支持SIL和HIL解決方案的復用
3.1 SOTIF V&V 概述
SOTIF Verification已知風險是根據已知的觸發事件，通過基于需求的測試評估已知風險中的系統行為。
SOTIF Validation未知風險是通過識別未知風險來評估剩余風險，使用基于場景測試來識別新的觸發事件并減少未知風險。
該流程可以幫助我們減少風險來實現功能安全，而云端的SIL和HIL是實現該流程的唯一方法。
3.2 基于場景的測試（ScBT）--SIMPHERA
使用Cut in測試場景舉例，我們的主車Ego車搭載AD全棧軟件平臺，在fellow車在ego主車前面Cut in操作，此時需要驗證測試產品，所以需要搭建測試場景庫。通過執行測試來驗證會發生什么事情，例如主車會引發什么操作？主車是如何操作的？
此外 ， fellow車在什么時間執行Cut in操作，這就是我們場景測試考慮的元素。通過修改場景參數來建立不同時間，不同速度的測試案例。然后，我們可以功能性地測試運行所有不同變量下的的情況，來分析在不碰撞到fellow車情況下主車系統運行性能。
所以，我們應用SIL、HIL云端大量測試，來獲得結果報告。基于該目前狀態的執行流程和測試進程結果，可以創建新的參數設置和選擇新的測試場景。同時，我們希望該測試方案可以兼容集群測試或者云端的MIL\SIL和HIL測試。
最終，我們可以根據滿足需求的所有測試結果，來評估非安全條件下的安全事例。此外，深入考慮邊界場景來排除極端危險狀況。
3.3 SIMPHERA-概述
SIMPHERA的核心應用VEOS、ASM和Sensor Simulation，通過SIL、HIL流程來驗證AD軟件。SIMPHERA提供架構平臺來并行運行大量測試和可以靈活的適配到多樣的AD軟件模塊或集成平臺。
SIMPHERA提供指引式的Web界面接口，方便部署測試環境。例如道路保持系統，如果在傳統單系統內，測試1,200條ALKS需要30小時。而如果我們擴展該測試到云端（擁有80條測試用例并行運行），SIMPHERA在26分鐘內執行了1,200條ALKS測試用例，即SIMPHERA仿真可以在<1.5sec'時間內，生成一份測試結果。
基于行業認證的SIL和模型技術，支持Web和云端解決方案的仿真驗證
支持可擴展的并行測試
支持Web瀏覽器靈活訪問
擁有自動化工作流程的APIs，集成自定義模型、工具和數據。
3.3.1 SIMPHERA- ISO 26262認證
SIMPHERA經過了德國ISO 26262官方認證，使用SIMPHERA解決方案便于客戶更快速的認證ISO 26262；
SIMPHERA 1.5是經過認證的發行版，dSPACE將持續跟進新產品的驗證。
3.3.2 SIMPHERA工作流程
SINPHERA主要流程是準備測試系統階段、仿真測試階段和驗證階段。dSPACE提供仿真或者測試產品來滿足導入或者集成到場景庫、車輛、傳感器仿真。同樣，dSPACE解決方案支持設計端口來兼容簡單或者復雜的SuT。
基于Web技術的獨立于驗證平臺
先進UI技術，直觀地準備所有工件
開箱即用的車輛和場景（NCAP、ALKS），便于直接啟動項目
聯合客戶的AD全棧或者SuT系統，實現測試用例全自動的交互式和headless并行仿真
3.4仿真部署與執行
人機友好型：支持場景全自動執行
可視化及可控性：研發系統的部件級別的
系統部署：可以通過可視化界面/外部接口/API 直接操控測試，可以根據軟件類型搭建架構/編排仿真測試。
數據處理
執行管理
測試處理
支持Kubernetes/Docker 部署
3.4.1 測試套件和測試用例
測試套件：測試用例的集合，在定義測試用例時，車輛、傳感器仿真參數變量需要指定到不同的測試用例
指定SUT
指定測試環境
測試用例包含：
一個（合乎邏輯的）場景
車輛和傳感器
參數化
可量化的observer/KPIs
可量化的報告信號
可量化的開始&停止trigger
可量化的捕捉信號
3.5 SIMPHERA智能測試
SIMPHERA支持靈活observers的智能測試來實現數據捕獲和測試分析。在運行時，它提供中央信號接口來獲取全部關聯信號。SIMPHERA支持自定義的pass/fail標準和KPI設定observers。
同時支持實時訪問權限來自的SPACE的RTT技術，這是dSPACE與客戶多年來在SIL和HIL應用的研發結果。關鍵技術見：
用于在運行時訪問所有相關數據的中央數據接口，包括用戶模型信號或AD SW代碼變量
支持設置observers，用于pass/fail標準和KPI的驗證，同時可擴展定制信號的可訪問性
基于dSPACE RTT技術驗證的SIL/HIL實現信號的實時可訪問性
支持智能測試和時間優化
3.5.1 實時應用程序的持續集成
為搭建對象仿真平臺提供實時或離線仿真應用：SIMPHERA應用API支持車輛實時應用程序的持續集成，可以搭建滿足目標仿真要求的實時離線仿真平臺。
Trigger可以是資源庫中變更的SW模塊的新簽入，例如Jenkins & GitHub，同時支持云端和本地端的SIL/HIL實時聯調仿真。
此外支持夜間工作，可以配置、構建更新的應用程序
3.5.2 SIMPHERA-連續集成周期
dSPACE提供 SUT（Binary/Docker image）集成到MINIO系統中，生成Binary file server或者Docker registry。
使用Docker庫和REST API來觸發SIMPHERA的系統執行。進程腳本通過REST API權限，來訪問不同的測試套件，例如啟動操作、結果下載或者評估結果。然后，執行閉環和回灌數據，基于測試結果自動反饋到其他功能系統。
3.5.3 SIMPHERA- Simulation & Validation
SIMPHERA作為仿真驗證的大腦，支持Web訪問，提供高度的可擴展性接口和云端服務，關鍵技術見如下：
獨立的操作系統，通過ISO支持前后端的LINUX或者Windows系統
基于經過驗證的Simulation/Test技術
可復用的模型、場景和測試用例，而這些屬于驗證的一部分。
標準的數據庫
來自全球合作團隊的數據庫支持
智能ScBT的可擴展測試過程
用于集成到CI/CD管道的API
通過ISO 26262 和SOTIF驗證
4. ADAS/AD創新解決方案
ADAS/AD領域的上百件的客戶成功案例，關鍵技術點見：
為ADAS/AD系統開發和驗證提供可靠的端到端解決方案
作為HIL市場的領導者，擁有25年V&V經驗
可擴展的虛擬測試和傳感器模型可在云中執行定制化的模塊硬件，可并行使用來支持任意數量的傳感器
支持多家Tier2供應商接口，用于攝像頭、激光雷達、雷達接口和仿真
創新的空中測試平臺，其虛擬測試和傳感器仿真擁有商用車主機廠的成功案例
4.1 dSPACE為ADAS/AD提供的產品
從實時測試到功能安全，與ADAS/AD Tier1和Tier2技術合作，實現合作伙伴全面的伙伴生態系統，提供經過充分驗證的測試策略。關鍵技術見：
在ADAS/AD領域，全球伙伴關系取得重大成功
緊密聯系核心Tier1 & Tier2的快速信息互通
處理多重測試方面：
支持傳感器ECU接口
支持傳感器模型的驗證和集成
支持空中（OTA）測試
支持數據記錄和回放
支持原型設計
支持V2X解決方案
4.2 dSPACE -全球測試和合作伙伴
作為商用車和越野ADAS/AD開發和測試的完整解決方案，以及嵌入式驗證解決方案的全球領導者，關鍵技術見如下：
支持所有ADAS/AD傳感器和總線仿真/接口
支持自動化和高效的ADAS/AD HIL和SIL功能
管理驗證生命周期并獲得認證(ISO 26262 和SOTIF)
Agile Synergy：SIL和云測試使用HIL 相同的解決方案，SIMPHERA提供了一個基于云端的可擴展的執行環境，可以直接集成到CI/CD流程中，為SIL/HIL 提供
總結
以上是生活随笔為你收集整理的ADAS/AD 系统验证方法及策略(dSPACE解决方案)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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