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如何驗證ADAS功能在復(fù)雜電磁環(huán)境下的抗干擾能力
2025-03-13
一、研究背景
如今，環(huán)境中的無線通信設(shè)備的增多，導(dǎo)致道路電磁環(huán)境日益復(fù)雜，ADAS系統(tǒng)也面臨著各類復(fù)雜的電磁干擾。而由于ADAS是自動駕駛車輛中的一個大型綜合系統(tǒng)，對道路使用者的安全有著極大的影響，因此其電磁抗干擾能力是自動駕駛車輛最重要的安全性能指標(biāo)之一。為防止出現(xiàn)任何失靈或故障，汽車制造商往往需要投入大量資源進行道路測試，以確保雷達(dá)和攝像頭都能達(dá)到抗干擾的要求，確保車輛在各類實際場景中的安全性。
R&S?TA-ACE測試系統(tǒng)旨在將這項測試引入測試暗室中，以在暗室中可重復(fù)的復(fù)現(xiàn)實際場景來測試車輛在復(fù)雜電磁環(huán)境下的ADAS功能響應(yīng)。作為去年第一階段的成果，羅德與施瓦茨（以下簡稱“R&S”公司）已成功驗證自適應(yīng)巡航控制（ACC）與自動緊急制動（AEB）功能。近日，我們在第二階段再次成功驗證包括車道保持輔助（LKA）、交通標(biāo)志識別（TSR）以及盲區(qū)監(jiān)測（BCW）等在內(nèi)的關(guān)鍵功能。目前，本系統(tǒng)已與權(quán)威檢測機構(gòu)完成共同驗證，且已被國外和內(nèi)領(lǐng)先主機廠采用。
二、解決方案
1. 方案系統(tǒng)構(gòu)成：
利用現(xiàn)有的EMC暗室環(huán)境，增加以下儀表與組件：
汽車?yán)走_(dá)目標(biāo)模擬器（AREG800A或AREG100A）
雷達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)（TA-RDS）+ 吸波材料墻
實況視覺投影系統(tǒng)（TA-LVP）
測試軟件（TAS-ACE）
高性能圖形計算機（High performance graphic computer）
圖1 系統(tǒng)整體框圖
圖2 TA-ACE布置圖
圖3 雷達(dá)目標(biāo)模擬器AREG800A和天線陣列前端QAT100
2. 測試方法與項目
首先應(yīng)定義好測試場景，包括被測車輛（VUT）的速度、運動軌跡，目標(biāo)物的大?。≧CS），遠(yuǎn)車（RV）的速度、距離以及路徑變化等。其次應(yīng)設(shè)置VUT監(jiān)控，經(jīng)由測功機、剎車燈和儀表盤上的車載指示來觀察VUT對各類場景的響應(yīng)。
圖4 儀表盤碰撞預(yù)警顯示
測試項目包括：
自適應(yīng)巡航控制（ACC）測試，包含遠(yuǎn)車加減速及變道
自動緊急制動（AEB）
車道保持輔助（LKA）
交通標(biāo)志識別（TSR）
盲區(qū)監(jiān)測（BCW）
三、測試面臨的挑戰(zhàn)
首先，雷達(dá)目標(biāo)回波產(chǎn)生的同步和可視化效應(yīng)在定時、距離和透視比方面都是至關(guān)重要的。雖然在測試前已經(jīng)實施了攝像頭和視覺投影的調(diào)整，但由于通信局域網(wǎng)電纜長度的限制和光纖傳輸路徑延遲，還需要通過測試軟件來考量和調(diào)整定時同步。
解決方法：通過驅(qū)動軟件的新功能，測試人員可管理駕駛場景創(chuàng)建和事件觸發(fā)器，從而節(jié)省時間并克服定時問題。
其次，將VUT雷達(dá)與AREG前端位置對準(zhǔn)在硬件搭建過程中是非常重要的。因為只有這樣才能使模擬車輛（RV）處于VUT正前方，實現(xiàn)零角度偏差。通常，如果RV距離車道中心不超過1.2米，VUT會認(rèn)為與RV處于同一車道上。在近距離的情況下，即便存在角度的偏差也不會對VUT對RV的識別造成影響，而如果在較遠(yuǎn)的距離，RV很多可能會被VUT檢測為偏離車道。參見圖5。在這種情況下，由于角度未對準(zhǔn)，RV車輛在前方15米減速時，并沒有引起VUT的響應(yīng)。但是當(dāng)AREG的目標(biāo)距離改為5米時，儀表盤上突然出現(xiàn)一個目標(biāo)，導(dǎo)致VUT突然剎車。
解決方法：通過掃過TA-RDS角度，確定車載雷達(dá)中心位置，同時確定AREG前端雷達(dá)接收到的最大中頻功率的角度。
圖5 雷達(dá)識別為同車道示意圖
同時，R&S發(fā)現(xiàn)當(dāng)AREG同時模擬5米、15米和50米的3臺車輛時，VUT的雷達(dá)會在20米距離處探測到第4個目標(biāo)。 而第四個目標(biāo)不是預(yù)定目標(biāo)，是由于AREG發(fā)射機在飽和狀態(tài)下工作造成的。
解決方案：通過將基礎(chǔ)衰減設(shè)置從- 22dB降低到- 5dB（較低的增益）來解決。
最后，盡管視覺投影屏幕的安裝看起來很簡單，但如果設(shè)計不正確，可能就得不到理想結(jié)果。例如，當(dāng)屏幕不平整或翹曲時，就會影響攝像頭傳感器的視覺檢測。
解決方法：視覺投影屏幕夾具的設(shè)計應(yīng)允許適當(dāng)調(diào)整屏幕布的張力，使屏幕平滑。設(shè)置屏幕夾具結(jié)構(gòu)所花費的時間超出預(yù)期。
四、成果
在多個項目中，R&S已證明了ADAS在復(fù)雜電磁環(huán)境中的測試解決方案R&S?TA-ACE的實用性。通過在EMC測試暗室中生成道路場景，模擬車輛的視覺和雷達(dá)傳感器所需的激勵，成功喚醒了自動駕駛車輛ADAS系統(tǒng)的預(yù)期響應(yīng)。在EMC暗室中成功實現(xiàn)了攝像頭和毫米波雷達(dá)模擬道路場景作為實況視覺投影和實況雷達(dá)回波效應(yīng)的自動控制和同步，減少了由實況視覺投影系統(tǒng)設(shè)置造成的攝像頭視覺誤差，并完成自動化測試。
艾克賽普公司是R&S羅德與施瓦茨湖南授權(quán)代理商，如果您對自動駕駛測試有需求或任何疑問，歡迎聯(lián)系我們，將提供免費樣機上門試用和更合適的測試解決方案。
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