如何驗證ADAS功能在復雜電磁環(huán)境下的抗干擾能力
2025-03-13
一、研究背景
如今，環(huán)境中的無線通信設備的增多，導致道路電磁環(huán)境日益復雜，ADAS系統(tǒng)也面臨著各類復雜的電磁干擾。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，以確保雷達和攝像頭都能達到抗干擾的要求，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，以在暗室中可重復的復現(xiàn)實際場景來測試車輛在復雜電磁環(huán)境下的ADAS功能響應。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：
汽車雷達目標模擬器（AREG800A或AREG100A）
雷達驅(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 雷達目標模擬器AREG800A和天線陣列前端QAT100
2. 測試方法與項目
首先應定義好測試場景，包括被測車輛（VUT）的速度、運動軌跡，目標物的大?。≧CS），遠車（RV）的速度、距離以及路徑變化等。其次應設置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。
圖4 儀表盤碰撞預警顯示
測試項目包括：
自適應巡航控制（ACC）測試，包含遠車加減速及變道
自動緊急制動（AEB）
車道保持輔助（LKA）
交通標志識別（TSR）
盲區(qū)監(jiān)測（BCW）
三、測試面臨的挑戰(zhàn)
首先，雷達目標回波產(chǎn)生的同步和可視化效應在定時、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雷達與AREG前端位置對準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，RV車輛在前方15米減速時，并沒有引起VUT的響應。但是當AREG的目標距離改為5米時，儀表盤上突然出現(xiàn)一個目標，導致VUT突然剎車。
解決方法：通過掃過TA-RDS角度，確定車載雷達中心位置，同時確定AREG前端雷達接收到的最大中頻功率的角度。
圖5 雷達識別為同車道示意圖
同時，R&S發(fā)現(xiàn)當AREG同時模擬5米、15米和50米的3臺車輛時，VUT的雷達會在20米距離處探測到第4個目標。 而第四個目標不是預定目標，是由于AREG發(fā)射機在飽和狀態(tài)下工作造成的。
解決方案：通過將基礎衰減設置從- 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，但如果設計不正確，可能就得不到理想結(jié)果。例如，當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計應允許適當調(diào)整屏幕布的張力，使屏幕平滑。設置屏幕夾具結(jié)構(gòu)所花費的時間超出預期。
四、成果
在多個項目中，R&S已證明了ADAS在復雜電磁環(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)的預期響應。在EMC暗室中成功實現(xiàn)了攝像頭和毫米波雷達模擬道路場景作為實況視覺投影和實況雷達回波效應的自動控制和同步，減少了由實況視覺投影系統(tǒng)設置造成的攝像頭視覺誤差，并完成自動化測試。
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