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    如何測試未來的車載通信?

      2020年07月16日  

    測試未來的車載通信
    作者:Chad Chesney,交通業務部副總裁兼總經理

      隨著今年第四季度的到來,市場中的某些不確定因素給汽車行業留下了不可磨滅的印記。電氣化、自動駕駛和智能網聯三大趨勢都給供應鏈帶來了顛覆性的影響,而三者的融合更是不斷給汽車零部件、子系統和軟件的測試提出新的挑戰。關于市場下滑何時結束或者是否會結束,業內人士各持己見。

      最具挑戰性的就是這三種基本技術趨勢的時間表各不相同。市場要求和政府法規迫使汽車制造商努力縮短電動汽車的開發周期。此外,由于全自動駕駛汽車存在著各種不確定因素,兩種技術應運而生:高級駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛。

      蜂窩車聯網(C-V2X)技術的出現為5G的發展提供了一條切實可行的途徑,但該技術仍處于早期階段,計劃在短期內推出測試平臺,以驗證所取得的進展。隨著連接協議和傳感器控制算法的不斷變化,網聯汽車的C-V2X技術需要新的測試框架,來隨時滿足迅速增加的合規和認證需求。C-V2X通信的出現使得工程師開始摒棄傳統的汽車測試系統,尋求新的解決方案來驗證實際應用中的汽車性能以及進行上路測試。

      NI是唯一提供完整端到端汽車測試解決方案的供應商,可以將ADAS、V2X、信息娛樂、動力總成以及車身、底盤硬件和軟件作為完全集成的系統而非分散的子系統進行全面模擬和測試。

    在持續創新方面,埃德溫·哈勃給了我們哪些啟發?
    作者:Furea Shirai博士,NI汽車連接業務負責人

      人類是天生的創新者。我們總是希望在現有的基礎上進行改進和拓展。與30年前甚至是10年前的汽車相比,當今的有些汽車簡直可以稱得上是宇宙飛船。每天閱讀汽車新聞時,我都會看到有文章介紹車載通信(V2X)、5G或高端信息娛樂系統如何讓汽車日益互聯化。

    不斷積累知識

      猶記得在閱讀上世紀最著名的天文學家埃德溫·哈勃撰寫的《星云世界》時,書中有一句話我覺得非常適合形容汽車行業的發展方式:“今天的科學家不一定比古人聰明;但可以肯定的是,他們的知識更淵博、更準確。實證知識的獲取和系統化,是人類唯一真正具有積累性和進步性的活動?!?/P>

      誠然,知識的積累是人類的一大優勢。而知識的積累需要通過人與人的交流互動才能實現。知識的共享、社區的力量以及合作的意愿不斷推動我們拓寬新的視野。

      第一輛汽車誕生后,我們的出行距離遠遠超出了步行或騎馬所能達到的極限,但當時的汽車并不具備安全功能。過去幾十年中,我們關注更多的是汽車的安全性,工程師需要花費大量時間進行嚴格的測試,而企業則需要投資數十億美元。但在精益求精的路上,我們永遠不止步。接下來我將介紹兩個新興的領域:信息娛樂系統的發展和V2X。

    信息娛樂系統的發展

      在過去20年中,信息娛樂系統變得越來越復雜。不僅連接到手機、GPS以及ADAS傳感器(比如一個或多個備用攝像頭),而且在發生事故時,還會撥打緊急電話。當然,這只是舉一個例子來說明汽車如何提高駕駛員和周圍環境的安全性,其他安全功能還有很多?,F在,讓我們來回顧一下嵌入信息娛樂系統的通信協議歷史。
      1994年首次引入藍牙技術,可在短距離內無線連接藍牙設備。該技術最初用于替代RS232通訊電纜,但如今已成為信息娛樂系統中切實存在的功能。

      2001年的《美國國家保險調查》稱,有65%的駕駛員在開車時打電話。這些駕駛員中有15%承認開車時一直打電話,或經常打電話。最重要的是,有些政府開始禁止開車時手持使用手機或發短信。為了保障駕駛員的安全,汽車行業緊跟潮流,將藍牙技術嵌入車載信息娛樂系統,但是這卻擴大了測試工程師的測試范圍。因為藍牙不僅是汽車領域的新技術,更是一個無線通信標準。新測試要求規定如下:
      ●信息娛樂系統和移動設備之間需正確、順暢地建立連接。
      ●移動設備需無縫連接到現有的信息娛樂揚聲器和麥克風。
      ●需優先考慮在音頻模式下通過無線方式接聽來電。
      ●汽車中與信息娛樂系統模塊連接的其余部分需能夠正常工作,比如車載網絡的命令和控制。
      ●更新或重新開發發動機控制單元軟件。

      此列表當然未囊括所有要求,而且上述每一點也還包含了眾多子要求。另一個挑戰就是藍牙技術標準在不斷更新完善,隨著每次標準的更新和新藍牙芯片組的出現,測試范圍也在不斷擴大。

      業界也在不斷努力將藍牙通信功能添加到汽車中,因此路面上支持藍牙的汽車每天都在增加。業內專家預測,到2023年,全球93%的轎車、卡車和SUV將標配藍牙。今天,借助汽車的藍
      牙功能,我們可以連接電話簿、免提通話、通過揚聲器進行通話、發送和閱讀短信等,從而創造了一種更安全的駕駛環境。

    V2X閃亮登場

      新興技術V2X也旨在進一步提高駕駛安全性。汽車可通過V2X與周圍環境中的其他對象進行通信,了解其當前狀態和意圖。

      這些對象可以是其他車輛(V2V)、基礎設施(V2I)、行人和騎行者(V2P)或交通網絡(V2N)。而且由于蜂窩V2X(C-V2X)的發展及其有望實現5G新空口(NR)技術的光明前景,這項技術受到了眾多關注。在2016年的一項研究中,美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)估計,基于V2V和V2I的安全應用可以避免高達80%的無損害交通事故或降低事故的嚴重程度,包括在交叉路口或變道時發生的交通事故。目前尚無汽車采用這項技術。但是汽車行業確實進入了一個嶄新的時代。

      這項技術被炒得火熱,特別是其5G前景,有望提高數據吞吐量、降低延遲并實現大規模機器通信。潛在應用更是不可限量。雖然目前V2X技術的發展有限,但全球都在探索如何利用該技術提高汽車的安全性和效率。最初的使用可能會側重于安全功能,如事故警報、緊急剎車警告、交叉路口左轉輔助、實時交通警告等。

      這就提出了一系列全新的要求,需要在C-V2X汽車上路之前進行測試和驗證。行業工程師正在研究這些要求,也清楚需要優先測試的功能有:
      ●十字路口左轉輔助
      ●交叉路口行車輔助
      ●緊急剎車警告
      ●交通擁堵警告和路線警告

      作為汽車界的一份子,NI非常樂意幫助汽車制造商生產出支持V2X的汽車。我們最近推出了V2X測試平臺,工程師借此可以驗證待測V2X設備的功能并根據全球標準驗證V2X應用。閱讀本季(NI汽車測試)的其他文章,了解更多相關信息。

      新技術的出現總是伴隨著市場的炒作。根據以往的經驗,在應對新技術帶來的挑戰的過程中,我們會不斷成長,但對于工程師及其公司而言,他們還必須確定新技術的測試策略和ROI,以創造更安全的駕駛環境?;谶@種認識,該領域內各行業和汽車公司之間的交流和聯系日益增多。正如埃德溫·哈勃所描述的那樣,正是業界協作以及以往知識的積累促成了我們的不斷進步。

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