編者寄語(yǔ)：

“單車智能+車路協(xié)同”已被視為未來(lái)自動(dòng)駕駛和智慧交通發(fā)展的重要技術(shù)路徑，進(jìn)行融合協(xié)同控制功能仿真驗(yàn)證對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展和加速落地具有重要意義。 本文將帶來(lái)單車智能與V2X融合仿真系統(tǒng)的概括與介紹。

01車路協(xié)同技術(shù)發(fā)展情況概述

目前，V2X技術(shù)發(fā)展已經(jīng)取得了顯著進(jìn)步，其應(yīng)用可分為近期和中遠(yuǎn)期兩大階段。 近期通過(guò)車車協(xié)同、車路協(xié)同實(shí)現(xiàn)輔助駕駛，提高駕駛安全，提升交通效率； 以及特定場(chǎng)景的中低速無(wú)人駕駛，提高生產(chǎn)效率，降低成本。 中長(zhǎng)期將結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，融合雷達(dá)、視頻感知等技術(shù)，通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)從單車智能到網(wǎng)聯(lián)智能，最終實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛。

“單車智能+車路協(xié)同”已被視為未來(lái)自動(dòng)駕駛和智慧交通發(fā)展的重要技術(shù)路徑，5G-V2X是其實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。 《中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程(C-NCAP)路線圖(2022-2028年)》中明確應(yīng)用C-V2X車聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全場(chǎng)景，比如引入基于C-V2X通信技術(shù)的安全預(yù)警場(chǎng)景，豐富自動(dòng)緊急制動(dòng)的測(cè)試場(chǎng)景。

C-V2X提供的通信和聯(lián)網(wǎng)能力，將助力智能汽車在未來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛所需的協(xié)同感知、決策和執(zhí)行控制功能。 “單車智能+車路協(xié)同”自動(dòng)駕駛成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，但目前關(guān)于單車智能和V2X技術(shù)融合后的新應(yīng)用功能探索研究比較少并且缺乏研究、驗(yàn)證環(huán)境及相關(guān)探索工具。 雖然已有國(guó)內(nèi)建成的車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)可以開展融合協(xié)同控制功能驗(yàn)證，但融功能研究探索實(shí)施起來(lái)還不是很便捷，場(chǎng)景復(fù)現(xiàn)性差，測(cè)試成本高。

單車智能與V2X融合協(xié)同控制功能研究與驗(yàn)證系統(tǒng)能發(fā)揮出巨大優(yōu)勢(shì)，可以作為融合功能研究探索工具。 其中行業(yè)對(duì)于融合功能的維度可以分為兩個(gè)層次：

01弱融合

單純?cè)黾覸2X技術(shù)，OBU單獨(dú)發(fā)出預(yù)警，比如路口鬼探頭場(chǎng)景。 典型的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景均可應(yīng)用。 將單車智能車輛直接加上V2X技術(shù)。 方便直接量產(chǎn)應(yīng)用。

02強(qiáng)融合

OBU獲得的信息和ADAS 傳感器或者自動(dòng)駕駛控制器獲得的單車智能傳感器信息進(jìn)行融合，控制器根據(jù)二者信息綜合決策發(fā)出下一步指令，深度融合后的新應(yīng)用功能可能和ADAS功能或者自動(dòng)駕駛功能響應(yīng)一致，也可不一致。 包含CADAS和 CAD。 比如C-NCAP中主動(dòng)安全場(chǎng)景:速度預(yù)警場(chǎng)景、速度輔助系統(tǒng)（C-SAS）、AEB鬼探頭場(chǎng)景，C-AEB、盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)C-BSD等。

目前市面上已有一些C-V2X與單車視覺(jué)、毫米波感知進(jìn)行融合的域控制器產(chǎn)品，支持C-V2X直連通信，可實(shí)現(xiàn)車車(V2V)、車路(V2I)協(xié)同，并集成前向視覺(jué)和雷達(dá)處理功能，將V2V、V2I感知結(jié)果直接引入車輛運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、線性控制算法中，在車輛視覺(jué)感知性能下降的特殊場(chǎng)景中，如：橫向車輛切入、十字路口建筑物遮擋、雨霧天氣等， 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)式高級(jí)駕駛輔助功能的擴(kuò)展和增強(qiáng)。

02單車智能與V2X融合仿真系統(tǒng)介紹

V2X技術(shù)和自動(dòng)駕駛功能的融合，將為自動(dòng)駕駛車輛提供更多的信息和指導(dǎo)，從而更好地處理周圍環(huán)境的變化和威脅，提高自動(dòng)駕駛的安全性。 中汽智聯(lián)基于在智能駕駛及V2X仿真領(lǐng)域的積累，面對(duì)行業(yè)前沿需求，開發(fā)了單車智能與V2X融合協(xié)同控制功能研究與驗(yàn)證系統(tǒng)，為單車智能和V2X技術(shù)融合后的新應(yīng)用功能探索提供研究環(huán)境和工具。

總體來(lái)講，單車智能與V2X融合控制功能仿真驗(yàn)證系統(tǒng)分為硬件在環(huán)HIL和實(shí)車在環(huán)VIL兩類。 具體包括場(chǎng)景仿真軟件、車輛動(dòng)力學(xué)軟件、測(cè)試管理軟件、實(shí)時(shí)機(jī)、V2X測(cè)試軟件、V2X PC5仿真器、衛(wèi)星信號(hào)模擬器、主車OBU、被測(cè)融合功能控制器、上位機(jī)、工控機(jī)等。 系統(tǒng)架構(gòu)流程圖如下所示。

V2X融合功能仿真驗(yàn)證臺(tái)架是一種融合了自動(dòng)駕駛HIL系統(tǒng)和V2X HIL 系統(tǒng)的臺(tái)架，主要用于滿足融合功能驗(yàn)證與測(cè)試的需求。自動(dòng)駕駛HIL系統(tǒng)是一個(gè)虛擬測(cè)試環(huán)境，利用場(chǎng)景仿真軟件可以為兩個(gè)系統(tǒng)提供虛擬交通場(chǎng)景，而V2X HIL系統(tǒng)則需要V2X測(cè)試軟件來(lái)提取交通場(chǎng)景信息并按照協(xié)議打包，發(fā)送給V2X信號(hào)模擬器和衛(wèi)星信號(hào)模擬器，OBU將接收到信號(hào)通過(guò)CAN或者以太網(wǎng)接口發(fā)回實(shí)時(shí)機(jī)并傳送給被測(cè)融合功能控制器。

在自動(dòng)駕駛HIL系統(tǒng)中，動(dòng)力學(xué)模型軟件為被控車輛提供車輛動(dòng)力學(xué)模型，并部署到實(shí)時(shí)機(jī)上，而測(cè)試管理軟件則可以實(shí)現(xiàn)將虛擬場(chǎng)景中主車信息、車載視角傳感器探測(cè)到的其他交通參與者信息發(fā)送給融合功能控制器。

以單攝像頭融合為例，V2X融合功能仿真驗(yàn)證系統(tǒng)還需要配置攝像頭傳感器模型，攝像頭模型的輸出數(shù)據(jù)由場(chǎng)景仿真軟件輸出到實(shí)時(shí)機(jī)上，并通過(guò)視頻數(shù)據(jù)處理板卡輸出GSML接口的數(shù)據(jù)一起發(fā)送給融合控制器，同時(shí)V2X鏈路OBU將收到的信息發(fā)送給融合功能控制器，實(shí)現(xiàn)一路攝像頭數(shù)據(jù)與OBU信息的融合。

融合功能控制器通過(guò)自身車輛狀態(tài)信息和接收的單車智能傳感器信息和OBU信息進(jìn)行決策并發(fā)出控制指令給到動(dòng)力學(xué)模型，輸出的結(jié)果反饋至場(chǎng)景軟件進(jìn)行顯示。

在此系統(tǒng)中，通過(guò)將場(chǎng)景仿真軟件中的場(chǎng)景時(shí)間戳加在被發(fā)送信號(hào)中的方式，來(lái)保證驗(yàn)證過(guò)程中的兩條鏈路的同步性。其中一路信號(hào)將主車位置信息、單車智能傳感器探測(cè)的信息發(fā)送給融合功能控制器；另一路信號(hào)通過(guò)V2X測(cè)試軟件提取并發(fā)送給PC5仿真器、衛(wèi)星信號(hào)模擬器，OBU將接收的信號(hào)在傳送至被測(cè)融合控制器。

以單攝像頭融合V2X信號(hào)的C-ADAS控制器為例，開展了“單車智能與V2X融合控制功能仿真驗(yàn)證系統(tǒng)VIL級(jí)驗(yàn)證嘗試。

通過(guò)該系統(tǒng)可以開展單車智能與V2X融合協(xié)同控制功能研究，對(duì)融合場(chǎng)景下對(duì)應(yīng)的功能進(jìn)行探索驗(yàn)證，并梳理出來(lái)相應(yīng)的功能定義，支持后續(xù)融合功能算法技術(shù)落地。同時(shí)也可以通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行融合協(xié)同控制功能驗(yàn)證。

03單車智能與V2X融合仿真意義總結(jié)

V2X與自動(dòng)駕駛?cè)诤瞎δ芊抡鏈y(cè)試，將有效驗(yàn)證V2X技術(shù)在自動(dòng)駕駛車輛中的安全性，有助于更好地控制自動(dòng)駕駛車輛的行為，降低交通事故的發(fā)生率，從而實(shí)現(xiàn)安全可靠的自動(dòng)駕駛。

V2X與自動(dòng)駕駛?cè)诤瞎δ芊抡鏈y(cè)試系統(tǒng)具有巨大的市場(chǎng)潛力，為單車智能和V2X技術(shù)融合后的新應(yīng)用功能探索提供研究環(huán)境和工具，可以有效改善自動(dòng)駕駛車輛的安全性和可靠性，使車輛在復(fù)雜的道路環(huán)境中行駛得更安全。

審核編輯：湯梓紅