虚拟仿真测试介绍：为什么要进行虚拟仿真测试？

仿真测试其实在结构开发领域早已广泛应用。如果说验证一个螺栓强度还可以翻手册、使用公式计算，那么对于一些复杂的零件的强度校核和结构优化，就要借助仿真手段，这就是CAE（Computer Aided Engineering）。比如下图中对零件的应力分布计算。CAE手段的使用有效减少了样件的数量，缩短了试验时间，节省了开发成本。

这些好处主要是零部件结构开发部门所享有，算法和控制器的开发部门自然很是羡慕。

我们可不可以在算法开发阶段就进行测试发现一些低级错误？

可不可以在办公室就能对算法和控制器进行测试，而不是每个版本的新程序都要到实车上测试、在寒冬酷暑的室外调试很久？

可不可以在计算机上对真实世界中危险或不易实现的场景进行测试？

可不可以在解决完bug或算法升版后，对之前的测试场景方便的进行重复测试？

欣慰的是，这些需求仿真测试都可以满足。

02  

仿真测试是汽车开发流程的必然要求

V模型是广泛在软件开发和测试中使用流程，如下图所示：

V模型要求在开发团队进行不同阶段开发的同时，测试团队编制对应的测试用例，并在开发阶段完成后立即进行测试。这就要求在集成测试、系统测试等暂无完整产品样件的情况下，就开始进行测试。

另外，有数据表明，在汽车电控系统的开发过程中，越早发现问题则修正问题的成本越低。在开发的早期，就建立起测试验证的手段，快速高效的发现和解决开发过程中的问题，可以有效减低开发成本、提高开发效率。

而在开发的早期进行测试，在暂无完整产品样件的情况下进行测试，就需要仿真手段提供测试环境。

03 

仿真测试是自动驾驶开发的必经之路

自动驾驶汽车是一个新生事物，消费者对其安全性还不够信任。那么，自动驾驶汽车的安全性达到什么水平才能被消费者接受呢？其安全水平不低于人类驾驶员，应该是一个最起码的要求。

根据RAND公司一份名为《Driving to Safety》的报告，要证明自动驾驶汽车相比于人类驾驶员能够减少20%交通事故死亡率，需要进行约80亿公里的公共道路测试，假设由100辆车组成的车队每年365天每天24小时不间歇的以40km/h的平均速度进行测试，大概需要225年。

这个测试时间显然是不现实的。就要求在实车测试之外，寻求其他的方法，大幅缩短测试时间。

在虚拟环境下进行大规模的仿真测试，成为了必须选择的方法。下图所示的waymo公司的CarCraft仿真平台中，有25000台仿真车辆同时进行测试，每天总计可进行1200万公里的测试。按照这个速度，完成上面提到的80亿公里的测试，仅需要2年。