应用解决方案

C-V2X

在自驾驶汽车测试台上进行GNSS

将 R&S®SMBV100B GNSS 模拟器与 AVL DRIVINGCUBE™ 工具相集成，为整车级高级辅助驾驶系统和自动驾驶功能的验证提供了新的可能性。在测试台架上将整车与物理传感器模拟相结合，可快速、重复且经济高效地进行测试。所有可能的驾驶场景都可以在真实且安全的条件下进行测试。

面临的任务无人驾驶汽车在汽车行业中变得越来越重要。从目前的 L2 等级的高级驾驶辅助系统 (ADAS) 到半自动驾驶再到未来的完全自动驾驶 (AD)，无人驾驶系统功能的复杂性正在急剧增加。
在各种可能的条件和变化下验证这些功能对汽车开发领域提出了重大挑战。

例如，自动紧急制动 (AEB) 和自适应巡航控制 (ACC) 之类的功能，甚至是在高速公路自动驾驶条件下的全自动功能，都需要在多种场景和车辆配置下，对车辆进行大量的功能性和非功能性的验证和优化。测试场景的复杂性以及为确保这些功能安全性条件下进行大量的测试里程，都对先进的验证方法提出了挑战。

ADAS 和 AD 验证方法

每种方法的缺点大多可以通过 “ 整车在环 ”(ViL) 方法来克服，以下段落对该方法进行了详细介绍。

目前，ADAS 和 AD 验证主要采用三种方法：在公共道路或试验场上进行驾驶测试；基于硬件在环 (HiL) 的测试；基于纯软件（即没有任何硬件组件）的虚拟仿真测试。

在试验场或公共道路上进行测试虽然切实可行，但并非完全可重复，并且可能会对测试驾驶员和其他测试参与者带来危险。而且，在试验场上重新布置测试场景也需要花费大量时间。基于 HiL 的测试虽然使用的是真正的电子控制单元 (ECU) 和功能模块，但由于需要进行复杂的总线模拟，也很难实现。进行纯模拟测试不仅测试效果好，而且高效灵活。但虚拟测试未使用任何物理组件，因此缺少车辆系统之间的真实交互，而这是重要的验证内容。

Rohde&Schwarz 和 AVL 解决方案

AVL DRIVINGCUBE™ 提供了一种不同的验证方法，弥合了实际道路测试和模拟测试之间的差距。与基于单个组件的纯 HiL 方法不同，该方法在测试台上对在虚拟环境中行驶的整车进行测试。无论是物理传感器模型或执行传感器模型（即将软件仿真的传感器输出馈入 ECU）还是连接到控制单元的物理传感器，都将在仿真环境中进行测试。该测试环境专门用于评估各种 ADAS 和 AD 功能，例如对预测式 ACC 模式下运行的车辆进行自动加速或减速。

由于测试台上的场景比真实道路上的场景更具可重复性，因此 AVL DRIVINGCUBE™ 在验证和优化 ADAS 和 AD 功能方面更高效。此外，在测试过程中也能更方便地靠近车辆。一些重要场景也能安全地得以验证，而这在实际道路上是不可能的。特别是对复杂场景驾驶的车辆进行测试时，传感器模拟和仿真对于得到可靠的验证结果起着重要作用。

使用 R&S®SMBV100B 模拟 GNSS 接收器

使用灵活的 R&S®SMBV100B GNSS 模拟器，可以使用真实的 GNSS 射频信号模拟车辆内置的 GNSS 系统来来扩展验证环境。这样便可以测试基于导航和地图的 ADAS 和 AD 功能，例如预测式自适应巡航控制（ACC）或轮毂到轮毂间 (hubto-hub) 的操作。

R&S®SMBV100B 可以为所有全球导航卫星系统（例如 GPS、Galileo、GLONASS 和北斗）以及许多星基增强导航系统 (SBAS) 生成信号。该设备内置多达 60 个可用信道，因此可以非常简单地模拟真实的卫星星座，可同时模拟多个不同星座的 GNSS 卫星。

此外，该设备还可以同时在所有频段（例如 L1、L2 和 L5）上生成信号，从而集成和验证现代多频 GNSS 接收机。

卫星可视化和功率电平可以随时调整，在构建 GNSS 信号的遮挡和阻塞模型方面带来了更多的可能性。

R&S®SMBV100B GNSS 模拟器可通过测试台架上的 LAN、 USB 或 GPIB 接口进行远程命令控制。可以使用 SCPI 或 UDP 命令将 GNSS 模拟的位置和姿态数据流传输到模拟器，从而简化了与 AVL DRIVINGCUBE™ 的集成。

高达 100 Hz 的数据更新率以及低至 20 ms 的处理延迟共同保障了高处理效率和信号精度。

在 ViL 环境中测试卡车的预测式 ACC 功能

AVL DRIVINGCUBE™ 可以简化 ADAS 系统的开发，例如验证节油、预测式 ACC 功能。
预测式 ACC 功能根据地理高度图和 GNSS 接收机计算出的卡车实际位置来考量前方的道路拓扑空间。然后，调整车速和发动机运行策略，以在整个路线的行驶过程中优化能耗。
为了测试预测式 ACC 的功能，罗德与施瓦茨公司和 AVL 在斯德哥尔摩的卡车底盘测功机上建立了上述工具链。
AVL DRIVINGCUBE™ 虚拟环境中使用地理地图来生成虚拟卡车的行驶路线。底盘测功机 (5) 记录受 ACC 功能 (4) 控制的卡车的运动情况，并将其传输给系统控制器 (1)。
系统控制器基于在虚拟路线上行驶的卡车模型来计算预期的行驶阻力。然后相应地设置测功机确定的阻力，将行驶阻力投射到实体卡车上。
虚拟卡车在路线上的位置会根据实体卡车的运动轨迹进行更新。然后此位置数据会被发送给 R&S®SMBV100B（2），后者会生成相应的 GNSS 信号。GNSS 信号再被发送给实体卡车的 GNSS 接收机 (3)，该接收器计算定位，并指示 ACC 功能适当调整其操作策略。
在瑞典使用该工具链在测试台上驾驶实体卡车的同时，也可以在德国道路上驾驶虚拟卡车。这里使用 R&S®SMBV100B GNSS 来生成 GPS 射频信号。

主要优势

所有驾驶测试都可以在实验室环境中高度可重复的条件下在整车层级进行运行条件（特别是对于关键操作）可保障 100% 安全 GNSS 模拟具有高更新速率、低延迟以及出色的信号质量和处理精度使用不同的卫星星座模拟地球上的任何位置在所有 GNSS 频段上支持 GPS、Galileo、GLONASS 和北斗系统模拟障碍物遮挡和多径信号与传统的 ADAS/AD 验证和测试方法相比，此测试方案具有多项优点。所有组件都可以像在试验场中一样在整车层级得到测试。该方法还保留了硬件在环测试的灵活性和可重复性，且在实验室环境下进行测试也具有成本效益。