“气球车”是梅赛德斯—奔驰公司开发的，它为测试基于雷达的驾驶员辅助系统，如“碰撞预防辅助系统”等提供了安全的测试环境

越来越多的OEM厂商正在往他们的汽车上装备驾驶员辅助系统。因此，在这一新兴领域中，测试检验程序的发展也越来越快，以确保驾驶辅助系统的安全可靠。

先进的驾驶员辅助系统（ADAS）在所有的汽车细分市场中越来越普遍。ADAS曾经是顶尖豪华轿车的专享，现在甚至最新的普通城市轿车都在其配置表中列出了各种款式的ADAS。一级供应商TRW预测，从现在到2020年，前置视频摄像头和前置雷达的市场份额将会分别增长42％和51％。面对这样一个即将到来的热潮，在这一领域如火如荼开展的研发也就不足为奇了。

软硬件层面测试

TRW的核心部门驾驶员辅助系统的总工程师Sascha Heinrichs-Bartscher说：“我们通常以C语言编程作为研发开端，或者在某些领域使用Simulink建立模型；然后依靠TargetLink基于模型自动生成代码，这些是在软件的在环仿真过程中使用的数据来源；接着可以通过仿真结果分析性能，一旦达到要求，就能使用一套完整的工具链完成开发。这套工具链在过去的十年中得到了充分发展，并且已经高度自动化；最后，我们把软件集成到原始硬件中运行，但它是工作在硬件在环的环境中，这为我们的研发项目奠定了基础。”

图1 在测试下一代驾驶员辅助系统时，梅赛德斯－奔驰的工程师们使用的“软碰撞目标”

不论在供应商还是OEM厂商，数字化开发是ADAS的核心。梅赛德斯－奔驰公司智能驱动的负责人Jürgen Seekircher博士说：“在一个典型程序的早期阶段，包括仿真和计算过程。对我们来说，主要工作是决定什么距离是现实可行的。例如当一个行人出现在你面前时，我们什么时候开始制动。”关于未来，梅赛德斯－奔驰公司正在进一步自动化离线测试软件的流程，以减少研发过程中的时间和成本。

在硬件在环的情况下，该系统被输入数据以再现整个车辆的运动。这里的数据可以是人工设定的，也可以来自实车试验时采集到的数据。然后我们把它装到车辆上，这样非常密集的工作就可以开始了。

车辆层面的测试模块

在车辆层面，TRW通过定义的3个模块进行系统测试。

1. 对测试雷达或摄像头在环系统的需求模块

这存在于车辆上或仿真系统中。反之，也为使用虚拟目标的道路测试或者台架试验提供了一个正式化的测试场景。台架试验更受青睐，因为它更具有安全性，尤其是在进行类似的紧急制动测试中，而道路测试很可能导致撞车。TRW研发项目的另外两个模块脱离了仿真环境，把系统带入了现实场景中。

2. 多种测试循环模块

基于TRW在德国科布伦茨研发中心的周围10条参考路段，从交通密度、弯道、曲率、车道数、农村和城市道路比例这些角度来看，它们各有不同的特征。因此，通过使用不同的道路组合定义了各种测试循环，并且在一轮测试中至少行驶两到三遍才能得到统计报表来评估我们的研发进展情况如何。通过多次重复测试路线，工程师们能够计算出所记录的正确和错误的警报的数量。

图2 梅赛德斯－奔驰公司开发的“6维视角”：这将增强驾驶员辅助系统的能力，从下一代S级轿车开始配备（矢量箭头象征着系统的立体相机记录到的物体的三维运动）

3. 不同国家地域和气候温度模块

如可以去英国测试在靠左行驶的交通环境中系统的性能；去意大利测试系统在阿尔卑斯山脉高纬度的弯曲道路上的表现；去阿里桑那州的沙漠地带和瑞典测试系统在极端温度条件下是否能工作正常。

温度和气候测试是驾驶员辅助系统的关键测试模块，因为天气能够影响到ADAS系统的表现。“在各种天气条件下，对系统进行测试是非常重要的，”梅赛德斯－奔驰公司的Seekircher强调，“雾始终是一个问题，可能对雷达没有那么大的影响，但是对摄像头绝对影响非常大。”

“在看似正常的天气条件下，摄像头也会受到影响。摄像头系统经常给我们增加相当大的工作量，这是因为不同的光线和天气情况对系统的影响很大。而直射的阳光是摄像头正常工作的关键。”Heinrichs-Bartscher补充道。

图3 下一代主动安全系统包含了可以避免与动物之间碰撞的技术，沃尔沃汽车公司使用驼鹿模型用于研发工作

TRW的ADAS系统的研发项目要持续大约一年左右，因为它要接受四个季节气候的检验。除了对气候的依赖，整个系统的复杂程度也会影响研发进程。“对于我们来说，进度在很大程度上取决于针对每一个需求开发的软件内容。” Heinrichs-Bartscher解释到，“汽车的功能越多，或者软件的功能越复杂，就有越多的单元需要测试，那么整个研发项目的进程就会越长。另外，在恰当的时间得到大量的试验车也是有困难的。例如当合适的车头灯已经装在了车上后，即使它是原型，我们也能开始对它的测试，但是如果我们需要测试汽车的控制功能，例如制动系统或者发动机控制器，那么试验车就必须具有代表性。”

面对不同国家的驾驶习惯和基础设施，ADAS系统需要进行全球测试。“很显然每个市场都有自己的特点，” Heinrichs-Bartscher解释说，“例如在日本，车辆和交通的行为与欧洲国家是截然不同的，纯粹从舒适性的角度来看，我们必须解决这个问题；但是从视频图像的角度来看，每个市场之间不存在巨大的差异。其中一个差异的例子是交通标志，我们必须使用不同的语言定义不同的标志，这并不是那么微不足道，像迪拜和欧洲城市的标志是非常不同的。”

尽管区域差异仍是目前的一个问题，Seekircher并不认为它对于开发商是一个永久性的问题。“这些国家的发展如此迅速，”他说，“中国的交通状况与欧洲越来越接近，在未来几年内，这些类型的交通系统将收敛。比如在中国，他们将像欧洲那样控制交通，而不会别出心裁想出其他什么新的方法来解决中国的交通问题。”

图4 TRW的雷达能够在自适应巡航控制系统、碰撞预警和自动紧急制动系统中使用，可以提供侧向传感器支持盲点预警和加强安全气囊功能

产品研发的挑战

OEM厂商和供应商之间的这种共性思维是可以理解的，因为众多厂家委托一级供应提供一套完整的即插即用型系统。“在人力投入方面，我们和供应商之间的比例为1:5～1:10，”Seekircher解释说，“这意味着供应商需要更多的人参与，但我们掌握着控制参数。就像你拿着摄像机，还需要大量的人力以确保其正常工作一样，它创造了大量的电影，如TB级，甚至PB级。这一切都需要对数据进行大量检查和证实，需要巨大的人力投入，研发控制算法也是一样。”

“我认为在驾驶员辅助系统领域，没有一样产品是现货供应的。”Seekircher继续说，“我们必须与供应商紧密合作。在摄像头和雷达方面，我们和大陆公司在这项技术方面具有领先优势。”2013款梅赛德斯－奔驰E级轿车首次展示了他们合作开发的车载摄像头，尽管这是目前惟一一款使用合作开发摄像头的车，双方都希望它被推广应用。

尽管OEM厂商期望完整的系统供应，但并不是所有人都能够提供必要的工具来完成这项工作，这极大程度上取决于客户。有些客户非常慷慨，确保从项目一开始就能获得足够多的试验车；但也有其他客户，你要向他们争取每辆车。尽管供应商经常面临开发一个系统时得不到制造商理想支持的挑战，但这并不是ADAS开发面临的最大问题。

Heinrichs-Bartscher说：“因为ADAS技术还处于发展的初期，我们面对的处境是几乎每天都有一些新技术冒出来，声称它们有什么功能，所以我们必须分析它正确与否，是否具有可实施性；对ASAD系统的法律法规也是一样，它们在过去的一年半中发展迅速，尤其是欧洲NCAP制定的法律法规。”欧洲碰撞标准确定了合适的系统标准，反过来又推动了技术向前发展，但是这世界令研发人员很沮丧，因为目标在不断地拔高。

“我们尽力适应不断变化的要求，而且总是以最高的要求塑造产品，但是一般很难有足够的时间去完成目标。另一个稍有不同的方面是这些系统的对比测试，”他补充道，“以前，他们做制动系统比较测试时，变量只是车辆和路面情况。现在不得考虑一个标准化的虚拟目标，如气球车，这需要目标有一个标准化的反射率以测试市场上所有不同的雷达，或者标准化的对照度以测试摄像头。”

为了做标准化测试，如何得到标准化的设备是一个严峻的挑战，在欧盟范围内，有许多人开发标准化的测试方法，但这类测试设备仍然需要一年以上的时间才能面世。