在開發新車型的過程中,整車OEM常使用駕駛模擬器來測試整車系統的表現,集成相應子系統,減少昂貴的試驗場測試,在V型開發的早期階段完成主觀評價。
隨著自動駕駛技術進入市場,駕駛模擬器也有了新的用途——幫助OEM模擬在現實環境中不便或較難復現的場景,用于測試傳感器性能,系統決策有效性等。
沃爾沃幾年前購買了VI-grade駕駛模擬器DiM150,結合駕駛模擬器平臺做整個底盤的虛擬調校、ADAS的虛擬仿真。通過更改模型參數,在早期階段進行底盤設計和開發。
VI-grade 中國區總經理劉崇真在《2019高工智能電動汽車開發者大會(蘇州站)》表示,駕駛模擬器涵蓋了交通流、傳感器模型、整車動力學模型、虛擬試車場等方面,可以實現有人駕駛和無人駕駛的自動切換,是一套非常復雜的系統。
VI-grade的客戶包括寶馬、沃爾沃、Audi、法拉利、保時捷、本田、FCA、IDIADA、蔚來汽車等,從北美到歐洲、亞洲,有很多主機廠的公司來使用駕駛模擬器,國內很多主機廠現在也在規劃中。
VI-grade是一家德國公司,公司主要理念是為客戶建立仿真和實際測試之間的橋梁。VI-grade目前可以提供桌面級、準靜態、整車級和九自由度的高端駕駛模擬器,覆蓋從低端到高端的整套駕駛模擬器解決方案。
一、駕駛模擬器
傳統的駕駛模擬器運動平臺有6個自由度,但由于6自由度平臺不能給駕駛員足夠的體感,VI-grade從而設計了9個自由度的駕駛模擬器運動平臺,并委托日本鷺宮生產制造,目前型號為DiM150和DiM250兩種。
其中運行平臺下面三個作動缸實現了縱向、側向和橫擺,這是車輛運行的基本姿態。中間六個自由度的運動平臺主要完成垂向的振動,涵蓋了整個車輛的運動姿態和振動情況。
VI-grade DiM級別駕駛模擬器可以實現整車動力學、轉向、操穩、舒適性、HMI、ADAS和自動駕駛的人在環的主觀評估。
VI-grade DiM150和250駕駛模擬器運動平臺的物理響應頻率可以達到50Hz。如果再加上激振器,可以達到200Hz甚至更高的響應頻率,從而完成NVH的驗證。基于穩態工況,也可以提供主動安全帶、主動座椅,保證駕駛員的體感。
軟件平臺是駕駛模擬器的靈魂,以整車動力學VI-CarRealTime模型為核心,配以激光路掃的3D路面、輪胎模型和相關的場景完成整個駕駛模擬器模型在環的仿真。同時VI-grade駕駛模擬器平臺也開放與第三方模型的接口,實現多種模型和場景軟件的接入。
二、OEM利器
VI-grade的核心產品VI-CarRealTime,其實是參數化的整車動力學模型,可以從Adams/Car模型導出生成。整車廠可以通過該模型調整相關的懸架結構、懸架參數等物理模型,當其模型參數如果變更,駕駛員就可以在駕駛模擬器里面有不同感受。
在開發的早期階段,可以通過駕駛模擬器完成整車開發的驗證。傳統的微型開發,需要生產樣車才可以進行整車評估。通過虛擬的驗證、虛擬的整車模型,基于概念模型就實現整車的虛擬調校,可以大大縮短整車開發的時間和周期。
通過虛擬實驗場,將試車場的虛擬路面和場景放到駕駛模擬器中,不需要駕駛員去實車進行開車評估,而是通過虛擬場景,結合虛擬路面、虛擬輪胎模型、整車模型,完全一整套的評估,甚至包括交通流,虛擬傳感器模型結合在一起進行聯合仿真。
此外,OEM還可以通過真實的車輛進行改造,把駕駛艙放到駕駛模擬器平臺上進行評估。VI-grade可以提供專業的服務手段,提供駕駛艙改造服務。可以將駕駛艙所有的系統包括中控臺、制動系統保留下來。這樣,駕駛員可以完全基于實際量產的車輛結合運動平臺一起進行評估。
轉向模型,是通過VI-CarRealTime的轉向模型加反力電機一起完成整個駕駛模擬器轉向系統的建立。目前很多客戶都在結合的供應商提供轉向的EPS控制邏輯,配合VI-CarRealTime轉向和整車模型一起完成轉向系統的評估和測試。
劉崇真表示,眾多OEM投入巨資購買駕駛模擬器,并不是簡單做測試,而是將駕駛模擬器視為真正的開發工具,嵌入到開發的每一個流程,從早期的概念驗證到具體發布,作為一個完整開發工具。
三、ADAS模擬
ADAS測試里面有很多是危險工況,如果全部放到物理世界當中測試,對駕駛員安全性方面會有大的挑戰。通過駕駛模擬器結合相應的測試系統,可以在實驗室完成大部分的工況驗證,結合傳感器做半實物仿真,這是非常重要的理念。
駕駛員體征的檢測,也可以在駕駛模擬器完成相應的配套工作,把DMS系統結合駕駛模擬器結合相應的工況,讓不同類型的人員來進行評估。
劉崇真表示,目前大部分ADAS虛擬仿真都是基于算法的驗證,沒有考慮人的因素,同時真實的交通中工況復雜,ADAS需要面對CUT-IN、CUT-OUT,超車、ACC、AEB等場景,這些場景都非常的危險。測試性能有時候會用假車、假人的方式,但成本高昂。
如果用結合駕駛模擬器,結合虛擬場景、人的感知,可以驗證不同的路徑上,軌跡規劃是否符合駕駛員習慣、體驗,而不是等到樣車生產出來之后再驗證這個問題,可以大大縮短時間。
VI-grade公司現在全球有100多家客戶,每年實現超過25%的增長率,有50多家客戶使用VI-grade不同型號的駕駛模擬器。
VI-grade的駕駛模擬器可以結合毫米波雷達、攝像頭等傳感器,決策系統,一起驗證整個ADAS的整套解決方案。
東莞市高工智能傳動股份有限公司是一家專業從事工業機械手,工業機器人,直線電機等研發,生產,銷售于一體的高新技術企業。2025-04-19 09:52
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