Jak bezpečně ověřovat asistenční systémy a autonomní funkce v situacích, které nelze jednoduše a opakovaně vytvořit na běžné silnici? Jednou z perspektivních cest je Vehicle-in-the-Loop (VIL), který propojuje fyzické vozidlo s virtuálně simulovaným prostředím. Tento přístup rozšiřuje možnosti testování ADAS a přináší nové příležitosti pro vývoj a validaci moderních vozidlových systémů.
Proč testování na běžné silnici nestačí
Vývoj asistenčních systémů řidiče (ADAS) i autonomních funkcí vyžaduje ověřování v široké škále dopravních situací. Testování ADAS nemůže spoléhat pouze na běžný provoz. Důležité jsou také náhlé změny počasí, nepředvídatelné chování chodců nebo kritické situace, které se obtížně a bezpečně vyvolávají v reálném prostředí.
Testování autonomních vozidel pouze v reálném provozu je časově i organizačně náročné. Některé situace mohou být nebezpečné pro lidi i samotnou techniku a jejich opakované provádění ve stejných podmínkách není vždy snadné. Proto se využívají i další metody testování, které umožňují lépe řídit průběh zkoušek a postupně ověřovat, jak jednotlivé systémy vozidla reagují v různých situacích.
Podobné články
Vehicle-in-the-Loop propojuje realitu se simulací
Princip Vehicle-in-the-Loop spočívá v propojení skutečného vozidla s virtuálně vytvořeným prostředím. Vozidlo se fyzicky pohybuje po testovací ploše, zatímco okolní provoz, chodci nebo povětrnostní podmínky jsou napodobovány pomocí počítačových modelů. Simulace ADAS tak umožňuje sledovat, jak vozidlo a jeho asistenční systémy reagují v předem připravených situacích, aniž by bylo nutné používat skutečné překážky nebo další účastníky provozu.
Tento způsob testování umožňuje ověřovat i nebezpečné nebo méně obvyklé situace, které by bylo v reálném provozu obtížné připravit. Výhodou je také možnost opakovat testy za stejných podmínek a porovnávat reakce systému při různých nastaveních. Simulační smyčka propojuje skutečné vozidlo s virtuálním prostředím a umožňuje sledovat jeho chování i ověřovat funkčnost jednotlivých systémů za předem stanovených podmínek.
Jak testovat nebezpečné a okrajové scénáře
Pomocí Vehicle-in-the-Loop lze připravovat a ověřovat také situace, které by bylo na běžné silnici obtížné nebo rizikové záměrně vyvolat. Může jít například o náhlé objevení chodce před vozidlem, výrazné zhoršení viditelnosti nebo neočekávanou překážku na vozovce. Digitálně vytvořené okolí umožňuje tyto scénáře opakovat při stejném nastavení testů, aniž by bylo nutné vystavovat skutečné účastníky provozu záměrně vytvořenému nebezpečí.
Skutečné vozidlo je i nadále součástí testování, takže lze sledovat, jak reaguje v konkrétních situacích. Míra rizika přitom závisí na tom, jak je testovací prostředí navrženo a jaká bezpečnostní opatření jsou použita. Tento způsob testování tak umožňuje ověřovat i situace, jejichž zkoušení v reálném provozu by bylo obtížné nebo příliš riskantní.
Praktickým příkladem je testování automatického nouzového brzdění (AEB), jehož úkolem je rozpoznat překážku a v případě potřeby včas zabrzdit. Pomocí Vehicle-in-the-Loop lze sledovat, jak vozidlo reaguje například na chodce, který náhle vstoupí do jízdní dráhy, nebo na nečekanou změnu dopravní situace. Podobně se dá ověřovat i funkčnost asistenta jízdy v pruhu, především jeho reakce na nechtěné vybočení vozidla. Při testování se sleduje, zda systém dokáže správně vyhodnotit situaci a včas zasáhnout. Jednotlivé scénáře lze navíc opakovat za stejných podmínek a porovnávat reakce systémů při různých rychlostech nebo nastaveních.
Přínosy pro vývoj ADAS a autonomních funkcí
Možnost opakovat testy pomáhá vývojovým týmům snáze odhalovat chyby a ověřovat, zda změny v softwaru fungují správně. Navíc není nutné každou situaci připravovat fyzicky, což může zkrátit dobu potřebnou k ověření systému a usnadnit celý proces testování. Virtuální testování vozidel ale nenahrazuje zkoušky v reálném provozu. Slouží spíše jako jejich doplněk, který umožňuje ověřit některé situace ještě před samotným výjezdem na silnici.
Praktické ověřování vlastností vozidel a jejich elektronických systémů zahrnuje také testování vozidel. Důležitou součástí jsou rovněž zkoušky asistenčních systémů, které pomáhají prověřovat jejich chování v různých provozních podmínkách. Kombinace fyzických zkoušek a simulace může podpořit systematičtější validaci asistenčních systémů a usnadnit návaznost jednotlivých fází vývoje.
Od virtuálního modelování k digitálnímu dvojčeti
Vehicle-in-the-Loop navazuje na širší možnosti testování pomocí počítačových modelů. Pro přípravu scénářů a analýzu chování systémů má význam virtuální modelování a simulace, které umožňuje zkoumat různé situace ve virtuálním prostředí a následně je propojit s fyzickými zkouškami. Využití počítačových nástrojů při vývoji vozidel může usnadnit přípravu složitějších testovacích scénářů a zajistit lepší návaznost jednotlivých fází vývoje.
Další možností je využití digitálního dvojčete. Představuje virtuální kopii skutečného vozidla nebo jeho systému a zachycuje jejich důležité vlastnosti. Když se propojí modely, simulace a údaje získané při testování, lze lépe sledovat chování vyvíjených technologií a podrobněji ověřovat jejich funkčnost.
Budoucnost testování asistenčních a autonomních systémů
S tím, jak se asistenční a autonomní systémy vozidel stávají složitějšími, je potřeba ověřovat jejich funkčnost v čím dál větším počtu různých situací. Kombinace testování skutečného vozidla a digitálních testovacích metod nabízí možnost provádět tyto zkoušky systematičtěji a zároveň zefektivnit vývoj. Společnost AUREL se věnuje vývoji metody Vehicle-in-the-Loop, která je součástí jejího širšího zaměření na moderní způsoby testování vozidel a jejich elektronických systémů.
———-Komerční článek———-
