智能网联汽车测试与评价技术
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1.2 智能网联汽车的测试评价

一套科学完善的测试方法和评价体系,可以支持智能网联汽车在开发阶段和认证阶段的测试和评估需要,为系统的开发迭代提供技术手段,为车辆的上路认证提供依据。有效的测试方法与评价体系,是支持智能网联汽车技术发展的重要基础。

1.2.1 智能网联汽车测试与评价的意义和必要性

智能网联汽车技术的进步与测试评价体系的发展相辅相成,测试与评价体系的建设与发展将有力推动智能网联汽车的落地和量产化。科学合理的测试评价体系可以全面检验智能网联汽车各方面的性能表现,在产品的设计、研发、测试与认证各个环节发挥重要作用。

智能网联汽车的测试与评价包括测试和评价两方面内容。从测试角度来讲,完善有效的测试技术是智能网联技术进步的重要支撑,是验证系统功能有效性、可靠性的重要手段,是迭代优化系统不可或缺的基础条件。一方面,就车辆本身而言,智能网联汽车是一个多软硬件系统耦合的、高度集成的复杂系统,其是否能够正常运行并达到预期功能和性能,需要经历系统性的测试过程;另一方面,就车辆运行的环境条件而言,是复杂多样且充满不确定性的,即使车辆系统能够良好运行,但在不同场景下是否能够正确理解场景并执行安全的驾驶动作仍需要反复测试。由于车辆的安全高度相关属性,不充分的测试将带来无法控制的潜在风险,对车辆乘员、交通参与者和整个交通体系造成损害。因此,建立健全的测试技术非常重要且必要。

从评价角度讲,科学的评价体系是引导系统和功能设计、促进技术良性发展的重要方向。一方面,评价体系是工程师、用户、监管部门等对其价值评判的提炼和系统性表达,体现了人们对于智能网联汽车在安全性、舒适性、经济性、友好性等各方面的需求、偏好和目标,在上述评价体系的引导下,才有可能以合理的投入开发符合需求的产品。另一方面,评价体系也是产品功能和性能的综合展现,便于不同智能网联汽车的比较,对系统开发形成有益反馈。总体而言,评价体系的建立对智能网联汽车的发展有着正向促进和推动作用,从而加速智能网联汽车的迭代更新。

1.2.2 智能网联汽车测试与评价技术的体系理论

在智能网联汽车技术的发展过程中,完善的测试和评价体系是支撑研发的有力保障,是加速智能网联汽车落地的基础。本节分别对测试和评价两方面的体系理论进行阐述。

就测试而言,智能网联汽车的复杂性决定了对其进行测试的复杂性。面对这样的复杂性,需要建立完善的测试体系,既要满足不同产品阶段的测试需求,还需尽可能降低人力、物力、财力成本,做到有的放矢,提高测试效率。

在对智能网联汽车进行测试时,应根据产品不同的研发周期,采取分阶段多级测试方法,以满足测试需求。测试技术的多级体系主要由基于虚拟环境的软硬件在环仿真测试、基于半虚拟环境的整车在环测试以及基于受控试验场的实车测试和开放道路测试等环节组成。在实际测试过程中,需要针对智能网联汽车不同研发阶段特点,匹配合适的测试方法。在智能网联汽车的开发初期,测试对象主要以智能网联汽车的子模块和子系统为主,如环境感知传感器测试和决策规划算法测试等。这些测试主要通过构建纯虚拟仿真场景的软硬件在环仿真测试工具实现,其主要特点是测试灵活性强、测试场景覆盖范围广;当产品模块和子系统研发逐渐成熟,具备试验原型车测试条件时,测试的重点就应该由分散转向集中,更多地关注车辆集成系统的整体表现。这时,主要通过基于半虚拟的整车在环测试,或在真实受控场地中的实车测试继续对车辆系统进行测试。该类测试方法的特点是提供了最接近真实道路交通环境和网络通信环境的测试条件,并能够以较低的安全风险开展测试;在整个测试的最后阶段,智能网联车辆必须要经过开放道路的测试,以完全真实的交通环境全面测试车辆的整体性能水平。

就评价而言,由于智能网联汽车整车集成系统是一个多系统耦合的复杂系统,这一特性决定了对其评价应该包括从系统到整车的完整评价,并形成全面、规范、科学的多维评价体系。

多维综合评价体系的本质是基于不同评价方法,从多个维度对车辆进行评价,并将评价结果通过一定的数学方法融合成一个或多个综合评价指标,使得被评价对象的相关属性可量化评估,进而使得多个评价对象之间具有可比性。对于整车来说,评价的维度既应涵盖传统车辆的基础性能,如安全性、经济性、动力性、操控性和平顺性等方面内容,也应逐渐包括智能网联汽车在驾驶能力方面的表现,如行驶智能性、车内人员的驾乘舒适性,以及融入既有交通系统的能力等维度。

对于系统级评价,需要针对不同系统的技术特点制订合适的评价维度和指标,如感知系统侧重于对传感器的感知精度和范围、可靠性等性能的评价,决策控制系统则更侧重于对算法鲁棒性、实时性等性能方面的评价。最后,从系统到整体的多维评价体系中的不同指标需要融合为一个或多个量化的综合评价指标,用于不同被测对象间的横向比较。