CANoe中ADAS功能集介绍

 

 高级驾驶辅助系统（ADAS）在汽车中的应用日益增长，为了满足工程师对于ADAS的分析、仿真和测试等功能的需求，CANoe从15.0版本开始提供ADAS Feature Set（ADAS功能集，简称AFS）。AFS作为CANoe基础功能的一部分，不需要购买额外的Option即可使用。同时，CANoe本身的强大功能和开放接口使得结合总线通信，集成第三方工具，实现SIL/HIL等都变得更轻松。

 

功能概述

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集成基于ASAM OSI规范的ADAS数据模型，可以通过CAPL/C#代码轻松地访问ADAS对象的信息，并实现与总线数据的交互；

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能与第三方仿真环境通过MATLAB、C-API或FMU实现ASAM OSI数据流交互；

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可通过Trace、Scene等分析窗口对ADAS对象进行可视化分析。

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配合CANoe自带的场景编辑器Scenario Editor可进行简单场景仿真，也可以集成DYNA4或其他第三方工具用于更细致的场景仿真和车辆动力学仿真。

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结合Communication Setup中的应用模型（基于CAPL/C#）以及测试API可实现闭环HIL系统验证。

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可根据被测应用的接口生成SIL Adapter，实现对纯软件级别的被测系统的访问和数据交换，以便直接在开发环境中测试ADAS算法。

 

窗口介绍

1.

Communication Setup窗口

CANoe中ADAS对象是在Simulation -> Communication Setup窗口中通过vCDL（Vector Communication Description Language）文件添加的。在vCDL中使用语句导入ADAS模块后，即可按需定义ADAS对象。之后可在Application Models或是测试模块中通过CAPL、C#等编程语言访问这些对象，以便进行分析、仿真或测试。

2.

Scene窗口

Scene窗口是一个可以显示传感器、检测对象、真实目标等ADAS对象的可视化窗口。CANoe运行过程中，ADAS对象的位置、大小等信息会以三维图像的形式被绘制在窗口中，并与左侧列表中的对象通过颜色进行对应，以便更直观地观测ADAS对象。

3.

Trace窗口

Trace窗口是CANoe用户较为熟悉的一个分析窗口。针对ADAS应用，Trace窗口也扩展了数据分析功能。选择Layout为ADAS后，即可通过DO（Distributed Object）的方式显示和解析传感器和检测对象的相关参数。

 

应用举例

1.

CAPL访问ADAS对象

通过vCDL定义ADAS对象后，可以通过CAPL编程的方式来对其进行操作。

最常用的传感器对象的成员通过接口ISensor描述，ISensor接口中包含Data和Methods，如图所示：

Data中主要包含sensor_info，其中sensor_view_configuration和sensor_data主要是传感器本身的一些信息（例如id、检测范围、安装位置等），detected_objects则是传感器检测到的对象的列表；Methods中包含Create/Get/Set/Update/Remove等方法，可用于对检测对象进行创建/获取/设置/更新/移除等操作。

在使用CAPL设置ADAS对象时，通常情况下首先需要设置传感器自身参数，例如range表示检测的距离，field_of_view_horizontal表示水平方向上检测的角度，这些都可以在Scene窗口中直观显示出来。

然后，可使用GetOrCreateDetectedObject方法来添加指定trackingId的检测对象或是获取已有trackingId的检测对象的信息，例如：

检测对象根据定义可以是如下之一：

GetOrCreateDetectedObject方法的返回值为检测对象对应的名称，为该名称添加前缀后，可通过lookupDistObj在指定的检测对象类型中查找，并最终返回具体的某个对象，例如：

之后，即可用类似访问总线信号的方式，直接通过$符号来访问对象中的数据，例如：

2.

总线数据转换

CANoe本身具有强大的总线数据处理的功能，可以非常便捷地获取CAN/Ethernet等总线报文中包含的传感器数据，然后通过CAPL编程的方式将报文中的数据映射到ADAS对象上，以便更直观地分析，或是进行进一步的测试等。

对于CAN总线上的数据，可以通过事件捕获目标报文，在事件中使用读取当前报文中的信号，并将值赋给目标ADAS对象，即可实现传感器或检测对象的数据从CAN报文到ADAS对象的转换。这里需要注意的是，由于单个CAN报文的数据长度较小，同一对象的数据可能分散在多个报文中，无法在一个事件中完成赋值。这种情况可以通过ISensor接口的BeginUpdate()、SetDetectedObjectCompleted()以及Update()方法实现等待所有数据都赋值完成后才更新并发送ADAS对象信息。

对于Ethernet中的数据，同样可以通过、或是对于SOME/IP数据的OnSomeipProcessRxMessage()等事件/函数获取所需的目标数据，以便赋值给ADAS对象用于后续分析、测试等。

3.

基于Scenario Editor的场景仿真

CANoe中自带一个简单的场景仿真工具Scenario Editor，可以通过图形界面创建场景，实现加载地图、定义车辆及行驶轨迹、定义传感器等功能。场景中的车辆、传感器可与vCDL中定义的ADAS对象直接对应，配合编程语言便于仿真一些简单的测试场景。

场景中的车辆与vCDL中的IGeoObject接口对象直接通过名称关联，如下图黄色高亮所示，车辆上的传感器则通过SensorID与ISensor接口对象关联，如下图中红框所示。完成映射后，ADAS对象会按照场景中设定的路径、时间轴执行相应动作。

对于场景中的传感器在场景中检测到的对象，可以通过ISensor接口的GetDetectedObjects()方法直接获取，与案例1类似，通过lookupDistObj()找到对应的检测对象后，即可通过<$>访问检测对象的属性例如尺寸、速度等，用于后续的测试。

 

总结

CANoe中的AFS为用户提供了ADAS分析、仿真、测试所需要的窗口、对象、接口等。除文中介绍的内容外，还提供与其他工具交互、在虚拟环境中使用等功能，并且随着CANoe版本的不断更新还会添加新的功能并完善已有功能。