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HongKe

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【虹科方案】助力 dSPACE 實現基於 GNSS 的駕駛功能 HIL 仿真，加速自動駕駛測試革命

全球知名的模擬與驗證方案供應商 dSPACE，成功透過 GNSS 模擬器構建了一套基於 GNSS 的駕駛功能 HIL（Hardware-in-the-Loop）仿真系統。此系統可廣泛應用於自動駕駛、車聯網（V2X）、智慧座艙等汽車領域場景，並具備高度靈活性與多功能性，適用於各類複雜測試環境。

關於 dSPACE

dSPACE 是在模擬與驗證領域具有全球影響力的企業，同時也是航空航天與國防領域的創新先驅。其產品組合完整覆蓋從概念設計到量產支持的全開發鏈，可應用於自動駕駛、電動車、電機、電池管理系統、燃料電池、功率電子、充電基礎設施等領域。

dSPACE 亦提供多類型模擬模型，完整支援從功能開發到 ECU 測試的全階段開發需求。

方案介紹

在自動駕駛中，GNSS 信號的重要性在於能提供精準、可靠與穩定的定位資訊。不論是 V2X 通信或自動駕駛功能驗證，各項核心應用都仰賴衛星支援的定位能力。

然而，不同 GNSS 系統的可用性差異巨大，同時 GNSS 訊號品質也容易受到地形環境（如城市峽谷、高架橋、密集建築）影響。此外，GNSS 訊號亦可能遭遇無意干擾、惡意干擾或欺騙攻擊。

為確保應用在日常場景中的穩健性與可靠性，必須仰賴性能更強且穩定的 GNSS 模擬器。

方案構成

整套系統主要由以下部分組成：

  • HIL 模擬器：包含汽車仿真模型（ASM），用於模擬車輛運動與交通行為
  • GNSS blockset：控制 GNSS 信號發生器的專用接口模塊組
  • GNSS 模擬器 GSG-8 GEN2：依據當前地理位置等資訊生成具特定要求的 GNSS 場景，並以 RF 射頻信號形式輸出車輛位置資料
  • 汽車仿真模型（ASM）：可模擬引擎、車輛動力學、電氣元件與交通環境，並支援基於模型開發與 ECU 的 HIL 測試

在此方案中，HIL 模擬器可指定 3D 行駛軌跡與相關場景，並將位置信息（經度、緯度、海拔）、三軸速度、三軸加速度與加加速度等資料輸出。可選用 ASM 模組獲取三軸角速度等姿態資訊，並將各項數據即時傳送至 GNSS 模擬器，再由模擬器將其以 RF 信號回饋至待測設備。

在 GNSS 仿真過程中，可即時觀測模擬器輸出與待測件接收的 GNSS 數據，並可查看定位誤差、比較仿真座標等表現。透過即時監測 GNSS 模擬器與 DUT（Device Under Test）之間的互動資訊，能更準確評估定位演算法與 GNSS 模組在不同環境中的性能。

透過此方式，GNSS 模組可完全接入 HIL 的 3D 仿真場景之中，使其能在實驗室環境下完成多種複雜環境與工況測試。無需大量道路實測，即可模擬多樣化路況與環境變化，大幅提升測試效率，同時提供更多可量化數據佐證，用於性能優化與演算法調整。

成效

透過 GNSS 模擬器，可實現高精度的地理位置模擬與衛星訊號生成。當 GNSS 信號發生器整合至 dSPACE ASM 模型後，系統可自動選擇預設 GNSS 測試場景並控制信號發生器。

在典型的自動駕駛測試中，起始位置、日期、行駛路線與駕駛操作等均可在 ASM 模型中參數化設定，並可選擇各類 GNSS 星座（GPS、Galileo、GLONASS、北斗等）及信號衰減模式。HIL 模擬器會持續將車輛位置資料傳送至信號發生器，後者依據場景生成模擬信號，並以真實 RF 信號形式輸出給待測 GNSS 裝置。

透過此完整流程，可完整重建 GNSS 模組在各類複雜場景下的定位狀態、誤差行為與性能極限，有效支持自動駕駛感知定位測試的快速驗證。

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