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实现自动化驾驶 车用雷达测试大解密
未来汽车不可或缺

【作者: 王岫晨】2023年04月24日 星期一

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车用雷达是一种主要用於行车安全系统的雷达技术,透过发射和接收电磁波来感知前方或周围环境中的物体,进而可以提供车辆运动控制和碰撞防护等功能。


自动驾驶的实现


图一 : 车用雷达是未来汽车不可或缺的感测技术,将大幅度提高汽车行驶安全性和能效,并实现自动驾驶等重要功能。
图一 : 车用雷达是未来汽车不可或缺的感测技术,将大幅度提高汽车行驶安全性和能效,并实现自动驾驶等重要功能。

在未来汽车发展中,车用雷达将扮演非常重要的角色。车用雷达可以提高行车安全性,帮助汽车实现自动煞车、自动跟车、车道偏移警告等功能,减少交通事故的发生率。另外针对自动驾驶的实现,车用雷达可以对周围环境进行精确感知,并将资讯传递给汽车的中央控制系统,进而实现自动驾驶。


车用雷达通常使用毫米波(millimeter-wave)频段,其中最常见的是77GHz和24GHz等频率。77GHz的毫米波频段具有较高的解析度和探测灵敏度,可以更精确地识别和跟踪静止或缓慢移动的目标;而24 GHz的毫米波频段则拥有较大的探测范围和穿透力,可以更有效地识别和跟踪高速移动的目标。此外,还有一些车用雷达采用了其他频段,如60GHz和94GHz等,以满足不同应用场景的需求。


目前,车用雷达的应用发展正处於快速成长的阶段,重要的发展趋势有如下几点。


●高精度:现代车用雷达已经实现了毫米等级的测距精度,并逐渐提高测速、角度和方向等精度要求。


●多波束:为了提高雷达的检测能力和响应速度,车用雷达逐渐向多波束雷达(Multi-Beam Radar)方向发展,来实现更高效、更灵活的多目标跟踪。


●多模式:针对不同安全应用场景的需求,车用雷达正朝向多模式雷达(Multi-Mode Radar)发展,包括短距离雷达、长距离雷达、高解析度雷达等不同模式,以实现全方位的车辆感知和防撞保护。


●高整合:为了进一步提高安全系统的效能和可靠性,车用雷达正与其他感测器,例如镜头、超声波、雷射雷达等进行整合,实现多模态的感知,以此提供更全面、更准确的车辆环境感知与控制。


测试挑战

车用雷达采用了毫米波,其测试的重点针对不同的应用场景和需求,可能会有所不同。目前车用雷达的测试重点通常包括以下几个面向:


●探测范围和灵敏度:测试雷达探测目标的最远距离、最小探测尺寸和探测灵敏度等指标,以确保其满足设计要求和实际应用需求。


●目标识别和跟踪能力:测试雷达对不同目标的识别和跟踪能力,包括静止目标、缓慢移动目标和高速移动目标等。


●抗干扰性能:测试雷达在不同干扰环境下的抗干扰能力,包括天气干扰、多目标干扰和电磁干扰等。


●工作稳定性和可靠性:测试雷达的工作稳定性和可靠性,包括长时间工作的运行情况、温度变化对性能的影响等。


●雷达与车辆其他系统的整合:测试雷达与车辆其他系统(如控制系统、煞车系统等)的整合情况,以确保其正确运作和协调运行。



图二 :  国际汽车工程师学会制定的自动驾驶等级
图二 : 国际汽车工程师学会制定的自动驾驶等级

车用雷达在测试层面上,包含了许多挑战。例如要针对多种目标特性进行测试。一般来说,车用雷达需要在不同天气、照明、速度等条件下识别和跟踪不同形状、尺寸、反射率的目标,这使得测试变得复杂且耗时。而复杂环境也造成了测试上不小的挑战,车用雷达需要在复杂的环境中工作,如城市交通、高速公路等,这些环境中充满了多种不同尺度、形状和移动速度的目标,测试工作的难度加大。


另外还有高昂的测试成本,车用雷达测试需要使用昂贵的测试设备和大量的人力和物力投入,这增加了测试成本和时间。而车用雷达的测试需要产生大量的数据,这些数据需要进行有效的分析和处理,有些测试数据难以分析,就难以以评估雷达的性能。另外还包括了车用雷达的安全问题,例如在进行车用雷达的测试时,需要注意到测试过程对路上其他交通叁与者的安全产生的影响,必须采取相应的安全措施。目前车用雷达的测试正面临着许多挑战,需要一一克服这些挑战,以确保雷达的性能和可靠性。


表一 车用雷达测试解决方案供应商特色分析:

安立知

Keysight

NI

多样化产品线:安立知的产品线包括 24GHz、77GHz 和 79GHz 频段的雷达产品,覆盖了车辆自动驾驶、高速公路测速、停车辅助等多个应用场景。

全方位解决方案:安立知的雷达产品搭载了专利的微波相控阵列技术,可实现高分辨率、高灵敏度的目标检测和跟踪。同时,安立知提供全方位的车用雷达解决方案,包括雷达硬体、雷达信号处理软体、雷达驱动算法等。

良好的合作关系:安立知与多家国际知名的车载系统供应商和车厂建立了合作关系,有利於安立知的产品在车载市场得到更广泛应用。

良好的客户服务:安立知提供完善的售前和售後服务,并提供技术支援、培训和技术谘询等服务,以确保客户满意度和产品品质。

全方位的车用雷达测试解决方案:Keysight提供了全面的车用雷达测试解决方案,包括硬体、软体和服务,从测试设计到生产验证,从仿真到测试量测,都能提供相应的解决方案。

先进的技术和工具:Keysight的车用雷达测试产品拥有先进测试技术和工具,例如信号分析仪、示波器、频谱分析仪等,可针对高速、高精度、高分辨率的雷达信号测试。

多年的测试经验:Keysight在车用雷达测试领域拥有丰富的经验,积累了大量的测试案例和应用实践,能够快速定位问题和提供定制化的测试方案。

全球范围的服务网路:Keysight拥有全球范围的服务网路,能够提供快速和专业的售前和售後技术支援,为客户提供高品质的服务。

灵活的软硬体平台:NI提供灵活的软硬体平台,包括LabVIEW软体、PXI硬体、标准化车用雷达测试软体套件等,能够实现快速定制化的测试方案。

多种信号产生与分析工具:NI提供多种信号产生与分析工具,如RF信号发生器、频谱分析仪、示波器等。

完整的车用雷达测试生态链:NI提供完整的车用雷达测试生态链,从测试设计到生产和验证,从仿真到测试和量测,都能提供相应的解决方案,并支援多种车用雷达技术,如77GHz、24GHz等。

丰富的经验和专业知识:NI拥有丰富的经验和专业知识,并积累了大量的测试案例和应用实践,能够快速定位问题和提供定制化的测试方案。


结语

车用雷达是现代汽车中越来越常见的一种感测技术,它可以透过发射雷射或者微波信号,接收回波资讯来感知周围环境。除了大幅提高汽车的行驶安全性和能效,并实现自动驾驶等重要功能。


透过车用雷达,在行驶中对周围环境进行精确感知,可以使汽车实现更加精确的行驶路线规划,降低能源消耗,提高车辆能效。汽车将会越来越依赖雷达技术,实现高度自动化的行驶。展??未来,车用雷达的应用发展趋势将会朝着高精度、多波束、多模式和整合化方向发展,并在自驾车、智能车辆等领域发挥越来越重要的作用。


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