智能化是汽车工业发展的重要方向，目前，L2辅助驾驶在快速渗透，L2+高阶自动驾驶在加速落地。
自动驾驶的实现离不开算法，而算法的实现依托于数据。
各类传感器，如摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、惯导等，在汽车行进过程中，时刻产生着大量的数据，为自动驾驶算法的实现提供支撑。
数据对自动驾驶的实现至关重要，鉴于此，部分主机厂已建立自己的数据中心，基于数据中心开展算法开发、算法训练及测试等系列工作。
数据中心的建立及使用，离不开3类测试系统，即智驾数据采集系统、智驾数据回灌系统及智驾HIL闭环仿真系统。
图1：基于数据中心的ADAS/AD开发及测试示意图
NI（恩艾）公司作为世界知名的测试工具厂商，针对智驾数据测试场景有完整的工具链，已推出智驾数采、回灌及HIL闭环仿真的解决方案。NI公司的数据回灌系统，已在中国的市场占据大部分市场份额。
怿星作为NI在智驾测试领域的重要Partner，已基于NI的软硬件平台开展多个智驾相关的项目。
本文分别介绍智驾数据采集系统、智驾数据回灌系统及智驾HIL闭环仿真系统。
智驾数据采集系统
数采系统一般放置于车上，用于采集实车道路环境数据。
NI的数采设备主体是一个板卡机箱，机箱中集成CPU主板及相关板卡，系统示意图如下图2。
图2：数据采集系统架构示意图
数采系统中，主板CPU运行Windows系统及数采相关上位机软件，可外接显示器进行相关操作及监控。系统中可视需插入视频板卡、Ethernet板卡、CAN/LIN板卡、串口板卡等各类板卡，以满足不同数据的采集需求。
NI的数采系统有以下特点，可解决扩展性、同步性等相关需求：
● PXI机箱提供了18个卡槽，可视需接插10+块通信板卡，满足高阶智驾车辆传感器数据及总线数据的采集需求
● 板卡间实现了硬件时钟同步，可保证1us级同步精度
● 系统实现了PTP时钟同步，可获取GPS时间并授时给各板卡，为各类数据打上精确时戳
● 通过磁盘阵列卡可接插多块SSD固态硬盘，可满足压缩数据及非压缩数据的实时数据采集需求
● 视频板卡及Ethernet板卡均具备TAP功能，可实现在进行数采时不影响整车正常通信，保证车辆正常行驶
智驾数据回灌系统
智能驾驶数据回灌系统，将采集的实车道路环境数据回注到智驾域控制器，以满足在实验室环境下还原实车道路环境，进而进行智驾算法开发及训练等工作的需求。
数据回灌系统主体由服务器电脑及板卡机箱组成，系统示意图如下图3。
图3：数据回灌系统架构示意图
在回灌系统中，服务器电脑是市面上外购的高性能服务器，该服务器是数据处理的主设备，需具备多张高性能显卡。服务器电脑获取待回放的数据后，对数据进行解压缩、视频编码格式转换等系列处理，之后通过Ethernet传给板卡机箱，机箱中的各板卡对数据进一步处理后，将数据注入给待测ECU。
回灌系统的板卡机箱与数采系统的板卡机箱实现了硬件通用。
NI的数据回灌系统有以下特点，可解决同步性、可靠性等相关需求：
● PXI机箱提供了18个卡槽，可视需接插10+块通信板卡，满足高阶智驾车辆传感器数据及总线数据的回灌需求
● 板卡间实现了硬件时钟同步，可保证1us级同步精度
● 系统实现了PTP时钟同步，并可实现以下授时功能：
（1）获取待测ECU的系统时间并据此时间改变待回注数据的时戳；
（2）获取待回注数据的时戳并据此时间向待测ECU授时
● 使用RDMA技术传输视频数据，保证传输的带宽及可靠性，并可通过增加RDMA网卡数量来扩展带宽
● 可实现动态注入多类视频相关故障以进行故障模拟
● 可实现集群化测试，即多台回灌设备并行协同运行以进行智驾算法相关的训练及测试等
智驾HIL闭环仿真系统
智能驾驶HIL仿真系统与数据回灌系统高度相似，但有两点明显区别：
（1）回灌系统的数据源是采集的实车道路环境数据，而HIL仿真系统，数据源则是通过场景仿真软件生成的数据；
（2）回灌系统是开环测试系统，仅负责将数据回注给待测ECU，而HIL仿真系统是闭环测试系统，可监听待测ECU的响应并据此控制动力学仿真模型的运行，实现闭环仿真。
HIL闭环仿真系统示意图如下图4。
图4：HIL仿真系统架构示意图
在HIL闭环仿真系统中，服务器电脑是市面上外购的高性能服务器，其运行场景仿真软件，生成各类传感器数据及总线数据，这些数据通过Ethernet传给板卡机箱，机箱中的各板卡对数据进一步处理后，将数据注入给待测ECU。在板卡机箱中，CPU主板上运行有动力学仿真软件，其接收待测ECU发出的报文，根据报文信息控制动力学模型的运行，从而实现闭环仿真。
HIL闭环仿真系统的板卡机箱与数采系统、回灌系统的板卡机箱实现了硬件通用。
NI的HIL闭环仿真系统有以下特点，可解决同步性、扩展性等相关需求：
● PXI机箱提供了18个卡槽，可视需接插10+块通信板卡，满足高阶智驾车辆传感器数据及总线数据的通道需求
● 板卡间实现了硬件时钟同步及PTP时钟同步，保证了系统的同步性能
● 开放的平台，可集成业界各主流的仿真软件，如VTD、Prescan等
● 场景仿真软件与动力学仿真软件分开运行，前者运行于图站上，后者运行于机箱的主板CPU的Linux RTOS上，互不干扰，保证了动力学模型运行的实时性
● 可实现集群化测试，即多台HIL闭环仿真设备并行协同运行以进行智驾算法相关的训练及测试等
结语
随着L2+高阶自动驾驶的发展，数采系统、回灌系统及HIL闭环仿真系统在智驾的开发中发挥着越来越重要的作用。
NI提供的数据采集系统、数据回灌系统及HIL闭环仿真系统，均基于PXI平台，实现了硬件的高度复用，且已实现软硬件产品的标准化。
怿星基于NI的软硬件产品，可迅速集成开发出满足客户需求的智驾测试系统，助力客户开展智驾算法开发、测试及训练等相关的业务。
以上，就是今天要跟大家分享的全部内容了，欢迎大家进一步交流。