今天，人類駕駛員的責(zé)任是確保車輛保持正確的車道，并在出現(xiàn)偏差時變換車道。自主駕駛和無人駕駛車輛需要對此加以驗證后才能做出決策。
這就需要選擇使用比車載衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)更高精度的系統(tǒng)。車載導(dǎo)航系統(tǒng)依靠的是GPS接收機(jī)設(shè)備，而此類設(shè)備通常計算出的位置精度范圍為幾十米。如果只是想粗略確定下一個路口的距離，如此的精度倒也無可厚非，但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足在正確的時間選擇正確車道的要求。
傳感器融合對高質(zhì)量定位、導(dǎo)航和授時至關(guān)重要
自主駕駛車輛需要準(zhǔn)確、可靠、彈性強(qiáng)而且精度達(dá)厘米級的定位和導(dǎo)航解決方案，任何低于這個標(biāo)準(zhǔn)的解決方案都可能帶來不可接受的安全風(fēng)險。
為實現(xiàn)這一質(zhì)量水平，自主駕駛車輛開發(fā)商正在探索不同的方法，但所有的作法都是將各種傳感器的數(shù)據(jù)組合在一起，包括GPS/GNSS、激光雷達(dá)、雷達(dá)、聲納、攝像機(jī)、RTK、Wi-Fi、蜂窩和加速度計和陀螺儀等慣性測量單元。
這一過程的挑戰(zhàn)在于傳感器的效能和可靠性。開發(fā)商需要理解每種獨(dú)立的傳感器在真實環(huán)境駕駛條件下的性能，以及處理數(shù)據(jù)的傳感器融合算法的可靠性，目的就是實現(xiàn)真正的連續(xù)導(dǎo)航。
真實的測試條件既不充分也不切合實際
盡管測試人員需要理解真實的性能，但僅僅通過在真實環(huán)境中駕駛車輛不可能達(dá)到這一目的。在2016年的一份題為駛向安全的白皮書中(通過“閱讀原文”可獲取英文片白皮書文檔)，蘭德公司計算出無人駕駛車輛必須在真實的道路上行駛數(shù)億甚至數(shù)千億英里后，測試人員才能確定其真正的安全性水平。顯然，這一目標(biāo)在數(shù)十年，甚至數(shù)百年內(nèi)都是無法實現(xiàn)的。
正如該文所述：“開發(fā)人員和測試人員無法通過駕駛達(dá)到安全的目的地，需要采用替代方法為真實環(huán)境中的測試提供輔助，只有這樣才能對自主駕駛車輛的安全性進(jìn)行評估。”
包含硬件在環(huán)的模擬
其中一個替代方案是使用實驗室模擬，包括硬件在環(huán)。通過在模擬駕駛環(huán)境中測試物理硬件單個傳感器或整個可駕駛車輛，開發(fā)人員可以快速找到以下問題的答案：如果激光雷達(dá)由于強(qiáng)光而出現(xiàn)故障，車輛能否計算出準(zhǔn)確的位置?如果雨水或灰塵遮擋了相機(jī)，或者多路徑信號導(dǎo)致GNSS接收器出現(xiàn)混亂，會發(fā)生什么情況?如果它們同時發(fā)生，會發(fā)生什么?
要想理解車輛在真實世界中極為罕見，或是真實測試風(fēng)險太高的特定場景下的行為，模擬是惟一可靠的方法。如果車輛在弱光條件下準(zhǔn)備駛過人行道時有人要通過道路，會產(chǎn)生怎樣的后果?車輛是否能“看到”行人并采取制動，還是繼續(xù)行駛并導(dǎo)致可能的事故?
測試每一種可能場景的惟一辦法就是使用模擬。而且模擬也有其它一些優(yōu)勢：它更快，也更廉價，并且使開發(fā)人員能夠準(zhǔn)確回放場景，或者對其進(jìn)行可控的修改，驗證任何修改對車輛控制系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。
Warwick大學(xué)的硬件在環(huán)模擬
一個真正的模擬環(huán)境需要集成多種不同的硬件和軟件組件，創(chuàng)建出一個全面的測試臺。思博倫正在與全世界的CAV研究和測試實驗室密切合作，幫助研究人員創(chuàng)建出強(qiáng)健的測試臺，對高度自動化和自主駕駛車輛上基于GNSS的定位、導(dǎo)航和授時能力加以驗證。
通過與Warwick大學(xué)智能車輛研究機(jī)構(gòu)開展合作，我們還在開發(fā)一種Wi-Fi信號模擬器，模擬器可與GNSS模擬器結(jié)合使用，對GNSS和Wi-Fi位置數(shù)據(jù)的融合進(jìn)行測試，以理解GNSS不可用的區(qū)域中Wi-Fi信號的定位效果，例如地下停車場景和隧道等。
汽車行業(yè)正在努力推出高度自動化和自主駕駛車輛并使之能夠應(yīng)用于真正的道路上，只有對其位置、導(dǎo)航和授時能力執(zhí)行全面的測試后，才能安全地讓這些目標(biāo)得以實現(xiàn)。
