史上最详细的 ADAS（智驾） HIL 仿真测试讲解——从原理到应用
史上最详细的 ADAS（智驾） HIL 仿真测试讲解——从原理到应用
随着智能驾驶技术的快速推广，汽车行业迎来了新的竞争领域。从特斯拉的FSD到小鹏，再到华为的方案，我们见证了这一领域的迅猛发展与大规模应用。为了确保这些技术的安全性和完整性，开发流程在这一过程中扮演了关键角色。本文将从5W的角度（What、When、Why、Where、How）详细介绍了HIL测试的基本概念、应用场景和实施方法。
图1 自动驾驶开发V流程
自动驾驶软件开发流程与ASPICE开发流程有许多相似之处。智能驾驶的开发以场景驱动的功能设计为核心，并以数据为功能优化的驱动力，因此其设计与验证过程均围绕ODD（Operational Design Domain）展开。在此过程中，验证手段包括SIL（Software in Loop）测试、HIL（Hardware in Loop）测试和VIL/DIL（Vehicle in Loop/Driver in Loop）测试。
- SIL测试：智能驾驶中的SIL测试不仅是功能测试，还可以涵盖感知层或整个决策链条。根据市场调研，超过80%的功能性问题在SIL阶段被捕捉到，从而显著减少了后期成本。
- HIL测试：在软硬件集成后的控制器上进行，模拟智能驾驶传感器的原始数据，并将其注入仿真环境。数据显示，通过HIL测试，可以在产品进入实车测试前捕捉到约70%的系统级问题。
- VIL测试：结合实车参数，利用车辆+转毂+HIL测试设备，进行部分智能驾驶性能测试。研究表明，这种测试方式使得系统验证效率提升了30%以上。
为了更好地理解ADAS的HIL测试，我们可以通过5W法则来分析。
一、What is it（HIL测试是什么？）
HIL测试，即硬件在环测试，是指将硬件和软件集成后进行的系统闭环测试，以验证系统的完整性和性能。
二、When to do（何时进行HIL测试？）
通常情况下，HIL 测试发生在软件集成测试之后，产品装车试制之前。也就是说在 HIL 测试执行前，我们软件模块和硬件模块需要进行充分的测试，在这之后，我们需要将软件与硬件集成起来做测试。这种测试就是我们所谓的 HIL 测试。在经过 HIL 测试通过之后，才意味着你的产品功能基本符合，我们需要进一步在实车环境下做进一步的测试与验证。
三、Why to do（为何进行HIL测试？）
首先我们需要知道的是所有的测试都是有两个原因：第一个就是想了解为什么要做 HIL 测试，那么就要首先知道在 HIL 测试前我们都做了什么测试，还有哪些风险工况没有涉及。
首先，软件层面需要做了 MIL SIL PIL 测试，这些分别是模型在环测试 软件在环测试 和 程序在环测试。但这些测试并不是产品的完整体，他只是针对不同模块或不同形态下的软件进行了测试，但是有很多工况他是无法测试或者模拟的。比如说信号采样功能、休眠唤醒功能、压力测试等，因此我们需要一个完整形态的产品去做更接近实际使用工况的测试。
四、Where to do（HIL测试在哪里进行？）
HIL测试需要借助硬件在环测试设备进行测试。而ADAS HIL测试设备的组成主要分为以下两个方面：实时仿真系统和传感器仿真系统。其中的实时仿真系统就是常规的HIL机柜，包含实时机、总线通讯板卡、通用IO板卡、故障注入板卡等； 传感器仿真系统包括超声波仿真注入板卡、视频注入板卡等（由于智驾通讯方案不同而存在差异）。这两部分共同组成了满足智驾HIL测试的系统方案。
五、How to do（如何进行HIL测试？）
通过HIL设备，可以实现对智能驾驶相关传感器的仿真注入。接下来，将深入探讨智能驾驶仿真测试的原理和应用。