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從功能到安全，構(gòu)建立體化質(zhì)量保障體系

關(guān)于自動駕駛

自動駕駛控制器是智能駕駛系統(tǒng)的"大腦"，融合攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波等傳感器數(shù)據(jù)，完成環(huán)境感知、決策規(guī)劃與車輛控制，直接決定自動駕駛功能的安全性與可靠性。

感知融合：處理攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等多傳感器數(shù)據(jù)
決策規(guī)劃：基于環(huán)境感知結(jié)果進(jìn)行路徑規(guī)劃、行為決策
車輛控制：輸出油門、剎車、轉(zhuǎn)向等控制指令
安全監(jiān)控：實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)，執(zhí)行功能安全策略

圖1 ADAS/AD控制器傳感器布置圖

相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)：

GB 39901-2025輕型汽車自動緊急制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法

智能網(wǎng)聯(lián)汽車組合駕駛輔助系統(tǒng)安全要求（征求意見稿）

智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛系統(tǒng)安全要求（征求意見稿）

GB/T 34590-2017（ISO26262）道路車輛功能安全

GB/T 39263-2020（ISO21448）道路車輛預(yù)期功能安全

GB/T 40429-2021汽車駕駛自動化分級

GB/T 47025-2026智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛功能仿真試驗(yàn)方法及要求

自動駕駛技術(shù)的商業(yè)化落地，離不開系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的測試驗(yàn)證體系。

我們專注于為自動駕駛系統(tǒng)提供覆蓋功能測試、功能安全測試、預(yù)期功能安全測試的全生命周期測試解決方案，支持 MiL/SiL/HiL/ViL/實(shí)車多階段驗(yàn)證，助力客戶高效完成產(chǎn)品驗(yàn)證與安全認(rèn)證。

核心解決方案 - 全流程 · 全維度 · 全覆蓋

從研發(fā)早期的仿真測試到最終實(shí)車驗(yàn)證，結(jié)合數(shù)采回灌技術(shù)，北匯信息提供覆蓋功能、安全、合規(guī)的全生命周期測試解決方案

測試內(nèi)容	測試方法
測試內(nèi)容	MiL	SiL	HiL	ViL	實(shí)車
功能測試驗(yàn)證功能正確性	★★★	★★★	★★★★★	★★★★	★★★★
功能安全測試驗(yàn)證故障響應(yīng)機(jī)制	★★	★★	★★★★★	★★★★	★★★★
預(yù)期功能安全測試驗(yàn)證邊界場景	★★	★★	★★★★★	★★★★	★★★

注：本表推薦星級由北匯信息根據(jù)測試效率、可重復(fù)性、有效性、安全性及成本等維度進(jìn)?綜合評估確定。

三大核心優(yōu)勢

（1）全矩陣立體保障

橫向覆蓋：MiL → SiL → HiL → ViL → 實(shí)車，全生命周期無縫銜接
縱向覆蓋：功能測試 + 功能安全測試+ 預(yù)期功能安全測試，三維度質(zhì)量把控
立體驗(yàn)證：每個階段都貫徹功能測試與安全測試雙重標(biāo)準(zhǔn)

（2）創(chuàng)新技術(shù)賦能

智能場景生成：世界模型（World Model）自動生成多樣化測試場景，優(yōu)化覆蓋度
高保真仿真：使用高斯等技術(shù)（如3DGS）實(shí)現(xiàn)高精度場景重建，提升視覺真實(shí)感
置信度驗(yàn)證：多層級驗(yàn)證體系確保仿真結(jié)果可靠性，保證測試有效性

（3）專業(yè)工具鏈支撐

靈活的工具鏈整合：支持主流測試工具（如VECTOR），提供最適合的解決方案
高效開發(fā)工具：提供CICT體系支撐，支持模型/代碼自動生成，提升開發(fā)效率
多年深耕經(jīng)驗(yàn)：專注汽車電子測試領(lǐng)域，全域全鏈技術(shù)能力成熟

測試鏈路詳解

從單元到系統(tǒng)、從仿真測試到實(shí)車驗(yàn)證，逐層遞進(jìn)確保產(chǎn)品質(zhì)量

（1）MiL/SiL測試（Model/Software -in-the-Loop）-模型/軟件在環(huán)

圖2 ADAS/AD MiL/SiL方案框圖

MiL-算法設(shè)計階段的快速驗(yàn)證：在模型開發(fā)階段，將控制算法模型嵌入仿真環(huán)境中進(jìn)行閉環(huán)驗(yàn)證。通過注入虛擬傳感器信號和車輛模型反饋，驗(yàn)證算法邏輯的正確性和功能設(shè)計的合理性，無需生成代碼即可快速迭代優(yōu)化，是發(fā)現(xiàn)問題最早、成本最低的測試階段。

?測試對象：模型

?驗(yàn)證重點(diǎn)：算法邏輯正確性、功能設(shè)計合理性

?關(guān)鍵價值：最早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，支持快速迭代優(yōu)化

SiL-軟件實(shí)現(xiàn)階段的代碼驗(yàn)證：將自動生成的嵌入式代碼或手寫代碼在 PC 或云端環(huán)境中運(yùn)行，與虛擬被控對象模型進(jìn)行閉環(huán)測試。驗(yàn)證代碼與模型的一致性、軟件功能正確性及故障響應(yīng)機(jī)制，支持大規(guī)模場景并行仿真，實(shí)現(xiàn)海量用例快速覆蓋。

?測試對象：嵌入式軟件代碼

?驗(yàn)證重點(diǎn)：代碼與模型一致性、軟件故障響應(yīng)

?關(guān)鍵價值：驗(yàn)證代碼實(shí)現(xiàn)正確性，云端批量并發(fā)，大規(guī)模場景快速覆蓋

（2）HiL測試（Hardware-in-the-Loop）-硬件在環(huán)

將真實(shí)的自動駕駛控制器接入測試臺架，通過實(shí)時仿真器模擬傳感器信號（攝像頭視頻、激光雷達(dá)點(diǎn)云、毫米波雷達(dá)目標(biāo)等）和車輛動力學(xué)響應(yīng)，進(jìn)行硬件級閉環(huán)驗(yàn)證。支持故障注入、邊界場景測試和 Corner Case復(fù)現(xiàn)，是系統(tǒng)級功能安全驗(yàn)證的核心手段。

圖3 ADAS/AD HiL方案框圖-基于傳感器原始數(shù)據(jù)仿真

基于傳感器原始數(shù)據(jù)仿真的ADAS/AD HiL方案

1）方案原理

? 被測對象：ADAS/AD控制器（駕駛輔助功能、泊車功能等）

?HIL硬件平臺：包括實(shí)時仿真機(jī)RT Rack、CAN/CANFD、車載以太網(wǎng)通信板卡、電源管理模塊等硬件

? 仿真軟件：

虛擬場景仿真軟件（如VTD、SimOne）：提供道路交通模型、場景渲染仿真、傳感器建模（包括毫米波雷達(dá)、攝像頭、超聲波雷達(dá)以及激光雷達(dá)等）；

車輛動力學(xué)軟件（如DYNA4）：提供車輛動力學(xué)模型，如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等；

試驗(yàn)管理軟件（如CANoe）：提供HIL測試系統(tǒng)的管理及運(yùn)行環(huán)境，可配置IO資源及故障注入；

自動化測試軟件（如vTESTstudio）：提供自動化仿真搭建、腳本執(zhí)行和測試管理。

? 傳感器仿真：系統(tǒng)基于場景仿真軟件生成各類虛擬傳感器輸出，并通過接口/協(xié)議適配后注入被測車輛控制器，實(shí)現(xiàn)對真實(shí)傳感器輸入的等效替代。具體包括：

攝像頭視頻注入：通過視頻注入/轉(zhuǎn)換設(shè)備將虛擬場景中攝像頭模型輸出的視頻流進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，并注入原始圖像至域控制器解串器前端，從而替代真實(shí)攝像頭模組（如果是針對前視一體機(jī)的測試，可考慮視頻暗箱方案）。

毫米波雷達(dá)仿真（目標(biāo)/點(diǎn)云）：場景軟件輸出毫米波雷達(dá)模型數(shù)據(jù)，支持目標(biāo)列表與點(diǎn)云信息仿真，并采用 CAN/CANFD或以太網(wǎng)等方式注入，從而替代真實(shí)毫米波雷達(dá)。

超聲波雷達(dá)仿真：場景軟件輸出超聲波模型數(shù)據(jù)，模擬障礙物距離等信息，并通過 DSI3協(xié)議等方式注入，從而替代真實(shí)超聲波傳感器。

激光雷達(dá)點(diǎn)云仿真：虛擬激光雷達(dá)模型生成點(diǎn)云信息（如距離、強(qiáng)度、置信度等），并通過以太網(wǎng)封裝發(fā)送至自動駕駛控制器，從而替代真實(shí)激光雷達(dá)。

組合慣導(dǎo)仿真（GNSS/IMU）：仿真生成定位與慣導(dǎo)相關(guān)信息（如經(jīng)緯度/海拔、姿態(tài)、加速度等），通過車載以太網(wǎng)或CAN總線等方式輸入給控制器，從而替代真實(shí)組合慣導(dǎo)。

地圖仿真：導(dǎo)入 OpenDRIVE等地圖數(shù)據(jù)至場景仿真平臺，為場景構(gòu)建與傳感器仿真提供道路與交通要素基礎(chǔ)。

2）驗(yàn)證重點(diǎn)：系統(tǒng)功能與性能硬件故障注入(功能安全)、邊界場景驗(yàn)證(預(yù)期功能安全)

3）關(guān)鍵價值：海量場景（場景c泛化）自動化測試提升覆蓋度，可重復(fù)驗(yàn)證危險場景、事故場景和Corner Case，快速定位重大缺陷

圖4 ADAS/AD HiL方案框圖-基于目標(biāo)真值數(shù)據(jù)仿真

基于傳感器原始數(shù)據(jù)仿真的ADAS/AD HiL方案

1）方案原理

?該方案傳感器仿真采用Bypass原理，旁通掉控制器內(nèi)部感知融合模塊，使用場景仿真軟件進(jìn)行傳感器建模，輸出感知后的目標(biāo)真值數(shù)據(jù)（ObjectList Data），通過中間件（如UDP/TCP/Someip/DDS/CyberRT/ZMQ等）的方式注入到ADAS/AD控制器內(nèi)部；

? 其它部分（如仿真軟件、HIL硬件平臺等）均與“基于傳感器原始數(shù)據(jù)仿真的ADAS/AD HiL方案”一致

2）驗(yàn)證重點(diǎn)：規(guī)控算法的功能邏輯

3）關(guān)鍵價值：繞過了復(fù)雜的傳感器仿真設(shè)備及控制器感知模塊，輕量化HiL設(shè)備測規(guī)控算法

注：HiL測試控制器集成階段的系統(tǒng)驗(yàn)證，應(yīng)對不同的應(yīng)用場景，北匯信息提供兩種HiL測試方案：一種是基于傳感器原始數(shù)據(jù)（RawData）仿真，如攝像頭視頻注入、激光雷達(dá)點(diǎn)云仿真、超聲波DSI3仿真，支持真實(shí)控制器的端到端測試；另一種是基于感知后的目標(biāo)列表數(shù)據(jù)（ObjectList）仿真，通過以太網(wǎng)注入到真實(shí)控制器內(nèi)部，繞過了控制器的感知模塊，以輕量化的方式測其規(guī)控算法。

（3）ViL測試（Vehicle-in-the-Loop）-整車在環(huán)

圖5試驗(yàn)臺架ViL（ViL on Test Beds）方案框圖

試驗(yàn)臺架ViL（ViL on Test Beds）：將真實(shí)整車或底盤置于室內(nèi)測功機(jī)臺架上，通過軸耦合測功機(jī)臺架模擬車輪受到的橫縱向負(fù)載，同時融合虛擬場景進(jìn)行閉環(huán)測試?？稍趯?shí)驗(yàn)室內(nèi)復(fù)現(xiàn)各種工況和極限場景，支持更廣泛的場景覆蓋度和更精確的測試條件控制，不受天氣和場地限制。

1）方案原理

?測試對象：真實(shí)自動駕駛車輛（虛擬傳感器、虛擬道路）

?虛擬場景與仿真環(huán)境：

場景仿真軟件：構(gòu)建虛擬道路場景，包括交通參與者、環(huán)境因素、道路信息等。通過駕駛員模型與傳感器模型（如攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器）提供高保真度的虛擬傳感器數(shù)據(jù)。

車輛動力學(xué)仿真軟件：車輛動力學(xué)模型部署運(yùn)行于實(shí)時機(jī)平臺，用于在虛擬場景工況下實(shí)時計算車輛的動力學(xué)響應(yīng)，以及車輛在當(dāng)前工況下應(yīng)受到的道路負(fù)載，并將該負(fù)載作為測功機(jī)臺架加載的目標(biāo)輸入。

?智駕HiL平臺：

傳感器仿真設(shè)備：負(fù)責(zé)將場景仿真軟件中傳感器模型輸出的數(shù)據(jù)注入給實(shí)車智駕控制器。

實(shí)時機(jī)：核心計算單元，負(fù)責(zé)將來自場景仿真軟件與動力學(xué)模型的虛擬數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理，并生成相應(yīng)的控制指令（如扭矩、轉(zhuǎn)向力、輪速等）。該平臺通過EtherCAT總線與測功機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高速、高精度的數(shù)據(jù)傳輸和指令下發(fā)。

?測功機(jī)臺架及控制系統(tǒng)：

測功機(jī)控制系統(tǒng)：通過 EtherCAT與HiL實(shí)時機(jī)實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時通信，并基于Profinet網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)各執(zhí)行單元，包括：輪邊測功機(jī)（道路阻力/慣量模擬）、轉(zhuǎn)向加載電機(jī)（轉(zhuǎn)向阻力與側(cè)向負(fù)載模擬）、踏板加載機(jī)構(gòu)（駕駛輸入力反饋模擬）

測功機(jī)臺架：依據(jù) DYNA4輸出的縱橫向負(fù)載指令，通過轉(zhuǎn)向模擬器及測功電機(jī)對真實(shí)車輛施加相應(yīng)的橫縱向阻力，從而在室內(nèi)復(fù)現(xiàn)真實(shí)道路行駛受力狀態(tài)。

?閉環(huán)反饋與數(shù)據(jù)監(jiān)控：所有執(zhí)行器的狀態(tài)（如輪速、轉(zhuǎn)向力、踏板位置、車身姿態(tài)等）通過傳感器回饋至實(shí)時計算平臺。系統(tǒng)通過反饋數(shù)據(jù)實(shí)時調(diào)整控制指令，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制機(jī)制。

2）驗(yàn)證重點(diǎn)：多系統(tǒng)協(xié)同與車輛動力學(xué)響應(yīng)、整車級功能安全、預(yù)期功能安全

3）關(guān)鍵價值：真實(shí)動力學(xué)響應(yīng)下的危險場景可重復(fù)測試

圖6試驗(yàn)場地ViL（ViL on proving ground）方案框圖

試驗(yàn)場地ViL（ViL on proving ground）：在真實(shí)試驗(yàn)場環(huán)境中，將實(shí)車與虛擬交通場景疊加融合。通過車載設(shè)備接收仿真系統(tǒng)生成的虛擬目標(biāo)（車輛、行人等），在真實(shí)路面和動力學(xué)條件下驗(yàn)證整車級功能，實(shí)現(xiàn)危險場景的安全、可重復(fù)測試，但受場地物理邊界限制。

1）方案原理：

?測試對象：真實(shí)自動駕駛車輛及道路（虛擬傳感器）

?虛擬場景與仿真環(huán)境：使用場景仿真軟件構(gòu)建虛擬道路場景，包括交通參與者、環(huán)境因素、道路信息等。通過駕駛員模型與傳感器模型（如攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器）提供高保真度的虛擬傳感器數(shù)據(jù)。

? 傳感器仿真設(shè)備：斷掉實(shí)車真實(shí)攝像頭與ADAS/AD控制器之間的連接，改用視頻注入板卡、以太網(wǎng)板卡、CAN/CANFD板卡、DSI3板卡等設(shè)備將場景仿真軟件中的虛擬圖像數(shù)據(jù)、激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)、雷達(dá)目標(biāo)數(shù)據(jù)、超聲波距離等注入給ADAS/AD控制器

? 閉環(huán)反饋：采集車輛真實(shí)運(yùn)動狀態(tài)（車身姿態(tài)、定位等數(shù)據(jù)）并同步至場景仿真軟件中的虛擬車輛。

2）驗(yàn)證重點(diǎn)：多系統(tǒng)協(xié)同與車輛動力學(xué)響應(yīng)、整車級功能安全、預(yù)期功能安全

3）關(guān)鍵價值：真實(shí)路面負(fù)載及動力學(xué)響應(yīng)下的危險場景可重復(fù)測試

注：ViL測試是整車集成階段的聯(lián)合驗(yàn)證，應(yīng)對不同的應(yīng)用場景，北匯信息提供基于試驗(yàn)臺架的ViL和基于試驗(yàn)場地的ViL測試方案：其中試驗(yàn)臺架ViL除了模擬傳感器數(shù)據(jù)，還需借助測功機(jī)臺架模擬輪端負(fù)載，場景覆蓋度更廣；試驗(yàn)場地ViL則只需模擬傳感器數(shù)據(jù)，但是受試驗(yàn)場地限制，其場景覆蓋度受限。

（4）實(shí)車測試（Real Vehicle Test）-場地/道路

圖7實(shí)車測試方案框圖

?測試對象：真實(shí)自動駕駛車輛及真實(shí)道路環(huán)境

?驗(yàn)證重點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集、整車級功能安全、大里程測試

?關(guān)鍵價值：真實(shí)環(huán)境最終驗(yàn)證、法規(guī)認(rèn)證符合性

注：實(shí)車道路測試是最終的驗(yàn)證環(huán)節(jié)，應(yīng)對不同的應(yīng)用場景，北匯信息提供數(shù)據(jù)采集設(shè)備，配合數(shù)據(jù)回灌設(shè)備，用于模型訓(xùn)練及問題回歸測試，提供車載故障注入設(shè)備用于整車功能安全測試；除此，北匯信息也提供實(shí)車路上、功能安全等測試服務(wù)。

應(yīng)對端到端自動駕駛挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)模塊化架構(gòu)（感知-規(guī)劃-決策-控制）正向端到端（大模型）解決方案演進(jìn)，帶來新的測試挑戰(zhàn)：

場景數(shù)據(jù)挑戰(zhàn) →測試需要大規(guī)模、多樣化的場景數(shù)據(jù)
仿真可信度挑戰(zhàn) →仿真環(huán)境需要更高真實(shí)感和可信度
測試評估挑戰(zhàn) →大模型黑盒特性，傳統(tǒng)規(guī)則評估方式不再適用

北匯信息持續(xù)創(chuàng)新，將前沿技術(shù)融入測試方案，提供完整的自動駕駛數(shù)據(jù)閉環(huán)解決方案，以應(yīng)對端到端自動駕駛帶來的測試挑戰(zhàn)：

（1）世界模型（World Model）技術(shù)

基于大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練的生成式AI模型，能夠：

自動生成多樣化測試場景
預(yù)測交通參與者行為，模擬真實(shí)交通流
智能識別關(guān)鍵測試場景
優(yōu)化場景覆蓋度，特別是復(fù)雜交通流、極端工況等高價值場景
確保生成場景符合物理規(guī)律和交通規(guī)則

（2）場景重建技術(shù)

基于Gaussian Splatting等高精度場景重建方法，實(shí)現(xiàn)：

極高的視覺真實(shí)感
實(shí)時渲染和動態(tài)更新
快速構(gòu)建真實(shí)道路場景
為相機(jī)、激光雷達(dá)等多種傳感器提供高保真仿真數(shù)據(jù)

（3）仿真置信度驗(yàn)證技術(shù)

確保仿真結(jié)果的可靠性和有效性，構(gòu)建可信賴的測試環(huán)境：

場景物理特性精確建模
傳感器模型高保真度校準(zhǔn)（如傳感器標(biāo)定、傳感器模型置信度）
仿真與實(shí)際數(shù)據(jù)對比驗(yàn)證
多層級驗(yàn)證體系（模型驗(yàn)證、數(shù)據(jù)驗(yàn)證、結(jié)果驗(yàn)證）

通過提升場景覆蓋度和仿真可信度，為端到端自動駕駛提供更可靠的驗(yàn)證平臺，助力測試評估方法的持續(xù)演進(jìn)

關(guān)于北匯信息

北匯信息深耕汽車電子測試領(lǐng)域多年，依托VECTOR公司領(lǐng)先的測試工具鏈，打造了覆蓋自動駕駛?cè)芷诘臏y試解決方案。我們不僅關(guān)注基礎(chǔ)功能測試，更將功能安全測試和預(yù)期功能安全測試作為重要組成部分，為自動駕駛產(chǎn)品的持續(xù)迭代提供全方位的質(zhì)量保障。

展望未來，隨著自動駕駛技術(shù)的不斷演進(jìn)，測試驗(yàn)證技術(shù)也將持續(xù)創(chuàng)新。北匯信息將繼續(xù)深耕測試領(lǐng)域，通過技術(shù)創(chuàng)新和方法革新，為自動駕駛產(chǎn)品的質(zhì)量提供更加全面和可靠的保障，推動自動駕駛技術(shù)的安全落地和快速發(fā)展。

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