車輛中心 研究發展處 陳奕兆

在自駕車各系統設計研發之過程中無法皆使用實車來進行長期測試，因其可能會造成成本上升或發生不可逆之事件，因此模擬驗證變成自駕車各系統設計研發過程中不可或缺之過程，其特點為可在短時間內累積自駕運行里程及以各式情境來測試並修正各演算法。

但單純模擬驗證只能修正所設計之系統的控制狀態，卻無法獲得系統對於實車所導致的車輛動態，因此就有了六軸動態平台的出現，其可搭配所建置之虛擬運行場景(例如PreScan)和多維度車輛模型(例如CarSim、BickSim)來建立出所需的情境和相對應的車輛動態，並結合所開發的演算法來進行相關驗證，使其可以在安全且短時間的情況下連續測試自駕系統、車輛動態反應及累積大量的測試里程及情境，並即時了解問題所在進而修正，使所設計之系統在應用於實車前獲得更完善的測試。

六軸動態平台系統架構
六軸動態平台系統架構包含虛擬情境建置軟體(PreScan)、多維度車輛模型(CarSim、BickSim)及平台本體，其架構如圖 1所示，開發之演算法會和虛擬情境放置於同一台PC中，多維度車輛模型會放置於Opal-RT(多核分散式運算即時模擬平台)中進行動態資訊計算，相關動態資訊和演算法的通訊可以藉由CAN Bus或是UDP(User Datagram Protocol, 使用者電報傳輸協定)進行相互傳輸，所獲得的車體動態亦會藉由CAN Bus和六軸動態平台溝通使平台依據所獲得之資訊進行相對應之車輛運行姿態，並透過和PreScan同步溝通，使其同步在虛擬場域中有相對應的動態顯示，讓測試者在平台上感受到真實車輛的動態，藉此回饋調整演算法需改善之地方。

圖 1. 六軸動態平台整合架構圖

虛擬測試情境建置
虛擬情境建置可以依據所需要運行之場域或是需求進行相對應之繪製並結合真實的路況來進行設計，下圖 2之情境係以彰濱工業區部分範例，其結合真實可能發生之路況並搭配六軸動態平台進行測試模擬獲取演算法於實際應用上之響應，來進行相關之調校。

圖 2. 模擬情境（彰濱工業區）整合六軸動態平台

車輛中心(ARTC)所建置之模擬場域能量如下表所示，其可依據受測之系統能力提供不同難易度之模擬情境，並藉由測試結果提供受測系統之改善建議。其測試能量可以先藉由單一情境測試獲得受測系統之穩定性驗證，再藉由複合情境測試獲得更加近似於實際路況的測試，以獲取在多變複雜的情境中受測系統的整體響應及穩定性。

表. ARTC模擬場域能量

小結
因結合六軸動態平台進行模擬驗證得同步了解其開發自駕車系統對於車輛動態之響應，可以在調整所開發的演算法過程中，針對乘坐舒適性及車輛動態進行修正，並減少後續實車測試之時程和減少研發過程中的開發成本。
目前ARTC自主研發之自駕小巴Winbus決策控制系統，便是應用這樣的模擬驗證方式進行相對應之調整，讓其在開發階段便測試許多在未來運行路段中的高風險機率情境，使系統在近似真實的路況情境中進行測試，獲取近相關測試資訊及動態來優化所開發之系統。
本項自駕車功能模擬驗證平台，亦可用以協助有需求之系統或整車廠商進行其產品上路前的評估驗證測試，若需要進一步瞭解相關內容細節，歡迎洽詢服務信箱rdservice@artc.org.tw。