基于實(shí)車(chē)在環(huán)（ViL）的V2X測(cè)試方法

作者 | Aegean
小編 | 不吃豬頭肉

引言

作為實(shí)現(xiàn)高階自動(dòng)駕駛的方式之一，V2X（vehicle-to-everything）包含車(chē)輛與車(chē)輛V2V(Vehicle-to-Vehicle)、車(chē)輛與基礎(chǔ)設(shè)施V2I（Vehicle-to-Infrastructure）、車(chē)輛與行人V2P(Vehicle-to-Pedestrian)、車(chē)輛與外部網(wǎng)絡(luò)V2N（Vehicle-to-Network）等各種應(yīng)用通信應(yīng)用場(chǎng)景，通過(guò)現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)與外界的信息交換共享（實(shí)時(shí)路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息），從而提高駕駛安全性、降低交通擁堵、提高交通效率。
目前C-V2X功能的驗(yàn)證主要采用臺(tái)架仿真和實(shí)車(chē)測(cè)試兩種方式，臺(tái)架仿真測(cè)試基于模擬真實(shí)道路環(huán)境中的道路場(chǎng)景、機(jī)動(dòng)車(chē)、行人、道路事件、標(biāo)牌、信號(hào)燈等信息還實(shí)現(xiàn)V2X應(yīng)用場(chǎng)景，即仿真遠(yuǎn)車(chē)與路側(cè)設(shè)備發(fā)出的BSM、RSM、RSI、SPAT、MAP消息；在實(shí)際的仿真測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中只能做到盡量高的道路狀況信息還原度，無(wú)法完全還原真實(shí)道路場(chǎng)景與車(chē)輛狀態(tài)。實(shí)車(chē)測(cè)試則是在真實(shí)道路環(huán)境場(chǎng)景下,采用試驗(yàn)假車(chē)、假人及路側(cè)設(shè)備發(fā)出真實(shí)V2X消息實(shí)現(xiàn)，優(yōu)勢(shì)是車(chē)路環(huán)境真實(shí)，但同時(shí)存在安全性無(wú)法保證、車(chē)輛協(xié)調(diào)效率低的缺點(diǎn)。C-V2X數(shù)字孿生測(cè)試方法介紹
基于實(shí)車(chē)在環(huán)的C-V2X數(shù)字孿生測(cè)試方法采用“虛實(shí)結(jié)合”的方式，其“實(shí)”是指采用真實(shí)車(chē)輛：車(chē)輛狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及行為決策都是真實(shí)的；而“虛”則是指所有除道路和試驗(yàn)車(chē)輛外的所有交通參與者（背景車(chē)、行人 、路側(cè)設(shè)備）都是通過(guò)仿真實(shí)現(xiàn)，其框架如下圖所示：
圖1 基于實(shí)車(chē)在環(huán)的C-V2X數(shù)字孿生測(cè)試方法框架

該方法結(jié)合臺(tái)架仿真和實(shí)車(chē)測(cè)試

具有以下優(yōu)勢(shì)

(1)安全性高(2)提升測(cè)試效率，節(jié)省研發(fā)費(fèi)用(3)不受場(chǎng)地限制：在城市道路及封閉道路皆可進(jìn)行試驗(yàn)
車(chē)載測(cè)試臺(tái)架
基于實(shí)車(chē)在環(huán)的C-V2X數(shù)字孿生測(cè)試方法中，背景車(chē)輛、行人、路邊單元的V2X信號(hào)（BSM、RSM、SPAT、RSI、MAP）的仿真主要通過(guò)搭載在試驗(yàn)車(chē)輛中的測(cè)試臺(tái)架實(shí)現(xiàn)。車(chē)載測(cè)試臺(tái)架主要由測(cè)試車(chē)輛、高精度定位系統(tǒng)、總線通信接口卡、V2X模擬器、CANoe等組成，功能如下：

（1）可進(jìn)行V2X測(cè)試場(chǎng)景搭建，定義仿真背景車(chē)輛的運(yùn)行軌跡；

（2）支持不同國(guó)家ITS協(xié)議棧仿真，滿(mǎn)足歐洲標(biāo)準(zhǔn)EU ITS-G5，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)U.S.WAVE和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31024-3 / CSAE-53/CSAE-157測(cè)試需求；

（3）可顯示試驗(yàn)車(chē)輛及仿真的所有交通參與者的V2X數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行集中化的解析顯示和測(cè)試管理執(zhí)行；

（4）支持云控管理平臺(tái)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控測(cè)試執(zhí)行；

（5）運(yùn)行自動(dòng)化測(cè)試，支持測(cè)試報(bào)告自動(dòng)生成；

圖3 車(chē)載測(cè)試臺(tái)架框架測(cè)試場(chǎng)景
測(cè)試場(chǎng)景覆蓋T/CSAE 53標(biāo)準(zhǔn)中除近場(chǎng)支付外的16種典型應(yīng)用場(chǎng)景測(cè)試，如下表所示：

試驗(yàn)過(guò)程
試驗(yàn)車(chē)輛接收V2X模擬器仿真發(fā)送的路測(cè)單元消息（RSM、SPAT、RSI、MAP消息），以及仿真背景車(chē)輛的BSM消息，仿真的各種V2X消息如圖5所示，結(jié)合試驗(yàn)車(chē)輛OBU內(nèi)的算法邏輯，完成各測(cè)試場(chǎng)景中的V2X功能預(yù)警，總線通信接口卡采集車(chē)輛總線上的V2X功能預(yù)警信號(hào)發(fā)送給CANoe中，完成功能測(cè)試驗(yàn)證。
圖4 CANoe接收到的V2X消息
測(cè)試過(guò)程如下：
結(jié)語(yǔ)
北匯信息基于C-V2X數(shù)字孿生測(cè)試方案，提供V2X試驗(yàn)場(chǎng)地建設(shè)、車(chē)載仿真測(cè)試系統(tǒng)集成、V2X實(shí)車(chē)功能測(cè)試等服務(wù)，支持在真實(shí)道路環(huán)境下完成應(yīng)用場(chǎng)景仿真和通信環(huán)境仿真測(cè)試，已在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)多套方案落地，極大的幫助客戶(hù)加速V2X研發(fā)驗(yàn)證過(guò)程。北匯信息作為IMT-2020（5G）推進(jìn)組蜂窩車(chē)聯(lián)（C-V2X）工作組成員，我們致力于在V2X領(lǐng)域積極開(kāi)展LTE-V2X和5G-V2X的測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)研究等工作，積極推動(dòng)中國(guó)V2X的產(chǎn)業(yè)落地，為客戶(hù)提供V2X成套測(cè)試系統(tǒng)及服務(wù)。