1 虚拟汽车技术白皮书 一.引言 2虚拟汽车技术白皮书 3 虚拟汽车技术白皮书 4虚拟汽车技术白皮书 虚拟汽车技术白皮书 1 虚拟汽车技术白皮书 2车联网应用作为物联网落地最典型的场景之一，近年来不断涌现汽车电子电气架构、汽车网络安全、 自动驾驶与协同控制等相关技术的研究成果。然而，这些研究成果，大都诞生于投入高成本建设的专用 实验室环境，如大型硬件在环系统、高保真仿真平台等，这在客观上构成了较高的资金与技术门槛。对 资金较少的学校、企业、科研院所并不友好，难以有效复现或深入参与相关技术研究。同时，在面向百 人以上规模的班级教学、集中培训或大型技术竞赛等场景时，此类高成本、高复杂度得实验条件也带来 了突出的规模化实施困境。若能有效突破这一成本与资源瓶颈，降低关键技术的研究与教学实训门槛， 将有力的推动车联网领域的人才培养、技术普及与产业创新，从而为行业整体发展注入持续动力。 绿盟科技选择的方式是将硬件产品形态的汽车软件化、虚拟化。想要完成对汽车的高度仿真，尤其 是汽车网络的仿真，对比多年实车研究成果后，我们对自己的研究提出了以下五点要求： 对汽车零部件的操作系统进行虚拟化，支持Linux、Android嵌入式操作系统的仿真。 操作系统运行在ARM、X86等多种指令集下，与实车的指令集使用情况相符。 在零部件之间建立无感、自然的CAN总线、车载以太网总线互联。 能够依照实车电子电气架构，复现某一具体车型的网络架构环境。 可依托成熟技术，如Unity3D、V2X、自动驾驶算法等构建单车驾驶、自动驾驶、多车协 同的驾驶场景，覆盖从指令集到大规模交通仿真的能力。 满足这五项要求的重点在于对汽车电子电气架构的仿真，在后续的章节中将重点介绍。在第二章， 将介绍汽车相关技术以做铺垫，如果读者对汽车电子系统较为了解，则可越过；第三章，将阐述电子电 气架构的虚拟化路线，分CAN网络架构的虚拟化和零部件异构与操作系统级别的虚拟化形态这两方面 来介绍；第四章，将设计虚拟汽车攻防系统，以仿真为底，靶标为入口，入侵检测机制为管控，教学、 竞赛和电子电气架构业务为平台进行整合，设计出基于虚拟化的汽车攻防系统；第五章，将对我们构建 的虚拟汽车系统进行实战测试，用局域网控车漏洞利用、模拟实车应用和产品研发测试这三个场景来评 价虚拟汽车系统的实战表现。第六章，将阐述两个案例，来体现虚拟汽车在规模化运行以及虚实结合方 面的优势。虚拟汽车技术白皮书 3二.汽车相关技术简介 ll 虚拟汽车技术白皮书 4对汽车的虚拟化，本质上是对电子电气架构的虚拟化，这其中涉及四方面的技术，分别为电子电气 架构、汽车总线、虚拟化软件以及车内操作系统。 2.1电子电气架构 电子电气架构（Electrical/ElectronicArchitecture），简单来说，即汽车内各个控制器的部署、连接、 通信的一种架构形态。在实现其虚拟化仿真的过程中，可以将其分为零部件节点的仿真和汽车总线网络 的仿真两大部分。具体形态，可以参考实车，如图2.1所示的结构。 图2.1汽车CAN网络域架构示例 至于在产品中的呈现形式，由于电子电气架构的多样性，需要结合具体需求对其架构进行定制后实 现。以上述电子电气架构为例，需要对各个零部件节点位置进行拖拽配置、上线提醒、车内网信息展示、 域网络结构等效果，如图2.2所示。