V2X测试系列——如何实现C-V2X HIL测试

爱被打了一巴掌 2023-01-19 10:59 46阅读 0赞

通过[《V2X测试系列——V2X应用场景仿真及开发流程》][V2X_V2X]和[《V2X测试系列——CANoe.Car2x（V14）尝鲜》][V2X_CANoe.Car2x_V14]两篇推文，相信大家对于V2X的研究意义、技术标准和开发流程等都具有了一定的认知和理解。

接下来，我们来到汽车开发V流程的后半部分，聊聊V2X的HIL研究（硬件在环测试）如何进行。

![图片][b5bc492725fd56d65cd13c6c5398e7df.png]

图1 V2X测试开发V流程（源自Vector）

# **V2X HIL研究是什么？** #

V2X即Vehicle-to-Everything，HIL即Hardware-in-Loop。V2X HIL研究即基于硬件在环的V2X测试研究，区别于MIL/SIL的虚拟仿真环境，HIL测试需要基于一定的待测硬件、I/O板卡和集成服务进行，相对于虚拟仿真阶段，可以实现实时的仿真测试效果。HIL模式的研究形式多种多样，可以基于单个DUT、单个ECU，也可以基于一整套实际的子系统来进行，具体形式取决于开发阶段和开发目标。

在C-V2X HIL系统研究中，一般集成的硬件是指车载单元OBU。基于HIL系统的测试研究可以帮助我们更加有效的进行实时仿真测试，是整个开发流程中一个非常重要的环节。

![图片][e671394a9bdabdd44b44105bf2f40347.png]

图2 车载单元OBU

# **V2X HIL测试系统可以实现哪些功能？** #

下面我们从不同的层级来看看基于C-V2X HIL系统可以实现哪些功能。

从应用层角度来看，可以实现基于CSAE 53-2017第一期的安全效率类的场景进行仿真测试，后续也可以扩展至第二期的自动驾驶、信息服务及客户自定义场景进行。

![图片][20f2897d67eed55e4a76d7ecd07336eb.png]

图3 V2X应用层场景类型（源自CSAE/53-2017）

从协议栈层面来看，可以基于协议栈一致性测试标准要求，实现相关的消息层和网络层的测试，以及扩展至安全层一致性测试。

![图片][4d48c25119d6b580cbd034cdf0b3ca73.png]

图4 一致性测试系统架构（源自《LTE协议栈一致性测试测试用例标准》）

由于V2X应用本身就是对于ADAS应用的一个有力的补充延伸，所以最终将V2X模块和ADAS模块进行融会贯通的研究肯定也是V2X测试应用的一个主要方向。当然，不同的测试方向涉及的测试系统和测试用例均不相同，具体的配置和工程根据实际的设计目标决定。目前关于V2X应用研究的各个测试标准还未完全成熟，需要我们基于专业认识和实际应用经验来共同完善和扩展。

# **怿星科技的C-V2X HIL测试系统怎么样？ ** #

无论我们需要实现以上哪种研究测试，均需要依托于一套完整的C-V2X HIL系统设备来布置研究环境、运行测试用例、评估测试结果和优化设计方案。目前怿星科技的C-V2X HIL系统是桌面式的HIL测试系统，支持扩展至机柜式，以及后续延伸到实车道路测试。当前方案主要针对应用层测试，后续也支持扩展至协议栈类、以及道路测试类的的工程服务。

完整的C-V2X HIL测试系统的框架图示：

![图片][ffc581f58b93eee16bcc914e83cacc8b.png]

图5 C-V2X HIL系统架构

系统通过应用层的成熟仿真平台创建测试场景，生成原始的HV和RV、RSU模型及环境数据；然后基于专业的GPS仿真平台、V2X协议栈单元和射频硬件，将GNSS和V2X消息，以及HV的车身CAN数据发送到待测OBU，实现最终的开环预警应用或者闭环控制功能的集成。

# **C-V2X HIL测试系统包括哪些软硬件资源？** #

**应用层的场景仿真平台**

基于成熟的商业仿真软件平台，比如DYNA4、Prescan、VTD、CarMaker等，实现基于T/CSAE 53-2017中描述的V2X环境以及客户自定义的各类场景搭建，包括自车模型、远车模型、以及道路、环境及其它交通参与模块的创建。

![图片][6f11df74996c0ccd2f02b033d651263d.png]

图6 V2V（TJW）

![图片][33fcb90f38a736f721b5e8b5ca82c439.png]

图7 V2I（HLW）

**协议栈仿真平台**

依托于成熟的协议栈平台，比如Vector、璀璨智行（SAVARI）等公司提供的V2X协议栈仿真模型，将来自应用层的原始仿真数据，依据相应标准打包成BSM、SPAT、MAP、RSI/RSM等格式的消息。

![图片][8a20eb2710dddb8b8e94a68732cc8da6.png]

图8 V2X协议栈报文

![图片][e525c230a29e3092eaed8c02ac630fb5.png]

图9 RSU协议栈MAP报文生成插件（EPT自研）

**C-V2X射频通讯单元**

基于专业的商用射频测试平台，比如NI、Keysight等的射频单元，实现V2X消息的实时模块，支持至少100辆以上的车辆模型测试。

![图片][eb0717634b8a2dd66ecfa8f1e0834596.png]

图10 V2X消息射频仿真模块

**GNSS仿真平台**

基于GNSS仿真工具，比如M3的M3 StellaNGC-HIL、MAXEYE的GNSS仿真平台等实现GPS信号模拟。支持各种制式的GPS信号，包括GPS、BeiDou、Galileo、GLONASS等各类国际通用制式，同时支持静态GPS信号、GPS轨迹输入、动态GPS输入和Playback等多种模式。

![图片][693b8e278c64c4b9a4f03751becc1830.png]

图11 V2X GPS仿真平台

**待测DUT**

此处可以是待测的车载单元OBU，是测试服务的主体，作为集成开闭环应用的嵌入式平台；也可以是进行协议一致性测试及道路测试的主体。

基于以上模块，最终实现下图所示的HIL测试系统搭建，用于进行基于应用层的V2X研究测试。

![图片][d94b15966b6be441b8fd84d68466ee13.png]

图12 C-V2X HIL测试系统方案图示

以上就是我们本次V2X专题分享的最后一期了，关于V2X系列的分享到这里就告一段落啦，希望这三期内容能对大家有所帮助和启发，也希望大家能持续关注我们，我们将继续为大家科普更多的汽车知识。

V2X技术的应用研究任重而道远，怿星科技非常乐意为客户提供从纯虚拟仿真到HIL测试服务、实车路测工程的V2X全栈解决方案；同时，也愿意积极地与行业专家展开各类合作和探讨，为V2X技术在国内的最终落地贡献一份力量。

[V2X_V2X]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIwMDgzOTg3Mg==&mid=2247488334&idx=1&sn=338e5f30a0bf815da634831cb89b219f&chksm=96f654e1a181ddf70d1c47e036d128a6aeb72ec7242f2d66d458cc0c92faa7bb0c6a7bf7aa1a&scene=21#wechat_redirect
[V2X_CANoe.Car2x_V14]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIwMDgzOTg3Mg==&mid=2247488394&idx=1&sn=3217f9fa22b63963df2b015e707d2792&chksm=96f65425a181dd33cd341bb790aaac2fd536cc16c8fe37e57b1b6ee88699a644e7338a551a56&scene=21#wechat_redirect
[b5bc492725fd56d65cd13c6c5398e7df.png]: /images/20221021/a590780b6afb4576a0ac705bff2293a2.png
[e671394a9bdabdd44b44105bf2f40347.png]: /images/20221021/b5b19792dc164f2b8e36e0da1244a83f.png
[20f2897d67eed55e4a76d7ecd07336eb.png]: /images/20221021/2606770ef2b94738bdd13aed183da0f6.png
[4d48c25119d6b580cbd034cdf0b3ca73.png]: /images/20221021/c5e7186b4fce42808a42a6924c794cdb.png
[ffc581f58b93eee16bcc914e83cacc8b.png]: /images/20221021/9387535d944c453987415fbb0d7d6232.png
[6f11df74996c0ccd2f02b033d651263d.png]: /images/20221021/3f7cfd560c334373a8c3d9fbb46f1e5f.png
[33fcb90f38a736f721b5e8b5ca82c439.png]: /images/20221021/cbde98e65a3b457bb6e145a74dbcedc3.png
[8a20eb2710dddb8b8e94a68732cc8da6.png]: /images/20221021/21a018e8da72455e97454cf9ba4106ad.png
[e525c230a29e3092eaed8c02ac630fb5.png]: /images/20221021/c4b6fafc305243f7b793e51d93b7898f.png
[eb0717634b8a2dd66ecfa8f1e0834596.png]: /images/20221021/55e13024f9044c18b79984e95d1fab24.png
[693b8e278c64c4b9a4f03751becc1830.png]: /images/20221021/df103159a29e4547abe01537467a3c1d.png
[d94b15966b6be441b8fd84d68466ee13.png]: /images/20221021/fee5b4eaec0f4f61a960cbfca4767a4d.png