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在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)真實(shí)道路的仿真環(huán)境,,雷達(dá)場(chǎng)景仿真器解決ADAS 仿真難點(diǎn)

2022-01-19
來源:21ic中國電子網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 是德科技 毫米波雷達(dá) ADAS

  實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵在于首先汽車準(zhǔn)確獲取到周邊的情況,,有一個(gè)足夠豐富的視野將外界信息收集進(jìn)來。當(dāng)前車上的ADAS方案中主要采用的傳感器是攝像頭,、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá),。隨著自動(dòng)駕駛逐步升級(jí),雷達(dá)傳感器的車載率和車載數(shù)量也會(huì)提升,。面對(duì)雷達(dá)傳感器大規(guī)模普及的未來趨勢(shì),,從雷達(dá)元器件廠商、到模組廠商、到車廠都在一起努力推動(dòng),,當(dāng)然這其中也離不開測(cè)試測(cè)量廠商的密切參與,。針對(duì)毫米波雷達(dá)傳感器的在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的仿真測(cè)試難題,是德科技推出了創(chuàng)新的雷達(dá)場(chǎng)景仿真器,,它仿佛一個(gè)專毫米波雷達(dá)設(shè)計(jì)的“VR”設(shè)備,,實(shí)現(xiàn)了多達(dá) 512 個(gè)雷達(dá)目標(biāo)仿真,可以在實(shí)驗(yàn)室中為毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn)盡可能接近真實(shí)道路的仿真測(cè)試環(huán)境,。

  ADAS系統(tǒng)中雷達(dá)仿真測(cè)試難題

  要實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛,,車需要擁有一個(gè)完整的視野,這個(gè)視野由雷達(dá)傳感器等提供,,整個(gè)ADAS模組需要在真實(shí)的道路環(huán)境中對(duì)其進(jìn)行大量的測(cè)試驗(yàn)證,。但這種驗(yàn)證需要大量的資源投入,要完成所需的真是道路環(huán)境的測(cè)試?yán)锍?,在時(shí)間花費(fèi)上來看并不現(xiàn)實(shí),。

  針對(duì)這一難題,業(yè)內(nèi)ADAS公司普遍做法是先用軟件仿真進(jìn)行初期ADAS算法的迭代,,中后期將較為成熟的算法與真實(shí)的傳感器模組一起搭載到車上進(jìn)行實(shí)際道路測(cè)試,。在基于軟件仿真的方式去做多場(chǎng)景的模擬時(shí),很多傳感器的數(shù)據(jù)都是完全依賴于軟件中直接輸出的數(shù)據(jù),,并不是真實(shí)的傳感器世紀(jì)接收到的物理信號(hào),,只是從軟件層面上直接導(dǎo)出傳感器數(shù)據(jù)給ECU。ECU接收到的傳感器數(shù)據(jù)輸入到自動(dòng)駕駛算法中給出反饋,,給出預(yù)判和動(dòng)作等,。這種軟件仿真的方式測(cè)試效率較高,但所有的數(shù)據(jù)都是虛擬的,,很難代表真實(shí)世界的情況,。所以這種測(cè)試方式通常用在算法前期迭代的階段,快速實(shí)現(xiàn)算法的迭代升級(jí),。但一旦進(jìn)入到中后期,,算法相對(duì)完善之后,需要將搭載著算法的ECU,,和傳感器模組放在真實(shí)的車輛上,,到真實(shí)的搭建的道路測(cè)試環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試,最終到真實(shí)的道路上測(cè)試,。這種真實(shí)道路環(huán)境的測(cè)試效率較低,,而且會(huì)產(chǎn)生很多實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn),測(cè)試成本也并不理想,。

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  軟件的仿真必須要有,,真實(shí)的道路測(cè)試也必須要有,,兩者的優(yōu)缺點(diǎn)都很明顯。從整個(gè)ADAS的系統(tǒng)測(cè)試的角度來看,,要實(shí)現(xiàn)成本下降和效率提升,,需要在軟件測(cè)試上做文章,在軟件測(cè)試上加入真實(shí)的元素,。例如在軟件測(cè)試中,將直接生成的傳感器數(shù)據(jù)換成真實(shí)的傳感器數(shù)據(jù)的輸出,,給到后端的ECU去處理,。是德科技新推出的雷達(dá)場(chǎng)景仿真器,就是基于這樣的業(yè)界需求開發(fā)而來,。

  雷達(dá)場(chǎng)景仿真器可以給雷達(dá)一個(gè)非常接近真實(shí)道路環(huán)境的全場(chǎng)景,,在這種全場(chǎng)景的仿真中,雷達(dá)傳感器產(chǎn)生真實(shí)的傳感器數(shù)據(jù),,給到后端的ECU,,進(jìn)行算法的計(jì)算,實(shí)現(xiàn)算法測(cè)試迭代,。這樣ADAS開發(fā)人員,、雷達(dá)傳感器開發(fā)者就可以實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中需要模擬出真實(shí)道路情況的全場(chǎng)景來進(jìn)行雷達(dá)傳感器的仿真測(cè)試。

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  雷達(dá)場(chǎng)景仿真器構(gòu)建真實(shí)的道路環(huán)境

  所謂的雷達(dá)傳感器的“VR”設(shè)備,,是一種非常形象的比喻,,并不是具體原理的表述。雷達(dá)場(chǎng)景仿真器是在設(shè)備中構(gòu)建了多達(dá)512個(gè)目標(biāo)物體的雷達(dá)回波仿真場(chǎng),,所以雷達(dá)傳感器在其中就可以獲得和真實(shí)道路非常接近的回波反饋信息,。

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  據(jù)是德科技汽車與新能源事業(yè)部大中華區(qū)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理祝曉悅介紹,是德科技此次推出的雷達(dá)場(chǎng)仿真器是將原本軟件仿真中傳感器探測(cè)信號(hào)的虛擬數(shù)據(jù)生成部分變成真實(shí)的傳感器測(cè)試,。這一強(qiáng)大的工具能夠把場(chǎng)景里面各種復(fù)雜的目標(biāo)信息全部用實(shí)際雷達(dá)回波信號(hào)發(fā)送出來,,給到雷達(dá)傳感器,讓其可以在各種復(fù)雜的場(chǎng)景來進(jìn)行計(jì)算,,從而驗(yàn)證極限到底在哪里,。

  要實(shí)現(xiàn)接近真實(shí)道路狀況的場(chǎng)景仿真,首先視野非常重要,。該雷達(dá)場(chǎng)景仿真器具有非常大的視野區(qū)域(FOV):水平方向正負(fù)70度,,覆蓋現(xiàn)在市面上幾乎所有毫米波雷達(dá)的指標(biāo)。另外重要的一點(diǎn)是需要足夠多的雷達(dá)回波才可以構(gòu)建出足夠復(fù)雜的場(chǎng)景,,該雷達(dá)場(chǎng)景仿真器可以支持多達(dá)512個(gè)目標(biāo),,能幫助工程師構(gòu)建像十字路口或高架橋等復(fù)雜場(chǎng)景,這是該產(chǎn)品在業(yè)界絕無僅有的一個(gè)能力,。另外該雷達(dá)場(chǎng)景仿真器還支持對(duì)于近距離的仿真,,近可達(dá)到 1.5 米,。由于近距離的探測(cè)給予自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的處理時(shí)間窗口更短,所以比起長(zhǎng)距離的探測(cè)而言更為關(guān)鍵,。

  ADAS雷達(dá)仿真測(cè)試的變革:從多目標(biāo)到全場(chǎng)景

  是德科技之前推出的雷達(dá)仿真方案叫做雷達(dá)目標(biāo)模擬器,,這種模擬器目前在市場(chǎng)上是一種比較常見的雷達(dá)仿真方案。通常這種方案只能支持2~4個(gè)獨(dú)立目標(biāo),,通過級(jí)聯(lián)的方式可以做到4~8個(gè)目標(biāo),。少數(shù)廠商也有在單一方向上推出的多達(dá)20幾個(gè)目標(biāo)的方案,結(jié)合一些機(jī)械臂來實(shí)現(xiàn)更大視角范圍的仿真環(huán)境,。但整體系統(tǒng)的復(fù)雜度,、標(biāo)準(zhǔn)不一、機(jī)械臂的延遲等,,都是這種單獨(dú)方案的問題,。

  還有一種采用天線陣列的方式,將一兩個(gè)目標(biāo)模擬器的回波用開關(guān)切換的方式發(fā)散到陣列的不同方向的天線上,。但因?yàn)楹蠖说哪繕?biāo)數(shù)量是一定的,,所以無法實(shí)現(xiàn)一個(gè)場(chǎng)景的模擬,只是一個(gè)分時(shí)的多方向的仿真,。

  如果自動(dòng)駕駛的市場(chǎng)要起量后,,以上的這些仿真測(cè)試方案顯然是無法支撐的。是德科技新推出的雷達(dá)場(chǎng)景仿真器,,通過在一個(gè)設(shè)備內(nèi)模擬512個(gè)獨(dú)立目標(biāo),,結(jié)合起點(diǎn)云回波反射的效果,實(shí)現(xiàn)了全場(chǎng)景的真實(shí)道路仿真環(huán)境的搭建,。

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  據(jù)祝曉悅分享,,現(xiàn)有的雷達(dá)回波信號(hào)仿真方式都是目標(biāo)級(jí)的仿真,目標(biāo)的大小其實(shí)用回波的功率差異來反映,,也就是說不管目標(biāo)大小,,回波信號(hào)都只有一個(gè)點(diǎn)。而在是德科技的雷達(dá)場(chǎng)景仿真中,,一個(gè)車輛由遠(yuǎn)及近的朝雷達(dá)開過來時(shí),,很遠(yuǎn)的時(shí)候因?yàn)檐囕v只是很小的一個(gè)點(diǎn),所以只是給雷達(dá)一個(gè)回波信號(hào),;當(dāng)車輛越來越近的時(shí)候,,給到雷達(dá)的回波信號(hào)就是一個(gè)點(diǎn)云的陣列,而不是單獨(dú)一個(gè)回波信號(hào),。因?yàn)橛凶銐蚨嗟纳漕l前端,,所以針對(duì)很近的物體可以生成一組具有外形信息的點(diǎn)云的回波信號(hào)給到雷達(dá),讓雷達(dá)看到的信號(hào)和真實(shí)道路上的信號(hào)盡可能的接近,。

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  全場(chǎng)景仿真構(gòu)建的條件除了上述提到的同一物體近大遠(yuǎn)小的回波反饋?zhàn)兓?,還有一點(diǎn)關(guān)鍵就是對(duì)于Corner Case的處理,。是德科技的雷達(dá)場(chǎng)景仿真器將業(yè)界4米的仿真探測(cè)提升到了1.5米的近距離,囊括了更多的真實(shí)路面上的場(chǎng)景,。這項(xiàng)參數(shù)的提升,,其中沉淀了是德科技多年來非常深厚的信號(hào)處理技術(shù)。

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  總結(jié)

  從雷達(dá)目標(biāo)仿真器,,到雷達(dá)場(chǎng)景仿真器,,是德科技在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境中為毫米波雷達(dá)模擬出了最接近真實(shí)道路環(huán)境的全場(chǎng)景仿真測(cè)試。該方案的推出,,將原本需要在真實(shí)道路上進(jìn)行的雷達(dá)常感器測(cè)試工作盡量減少,,將部分重心轉(zhuǎn)移到了實(shí)驗(yàn)室中。該仿真器結(jié)合是德科技大的自動(dòng)駕駛仿真平臺(tái)其他攝像頭,、網(wǎng)聯(lián)等方案,可以大大提升ADAS系統(tǒng)整體的仿真測(cè)試的效率,。

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  當(dāng)下智能汽車的研發(fā)生產(chǎn),,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈變得更為緊密。雷達(dá)場(chǎng)景仿真器的推出將更有助于雷達(dá)芯片廠商,、雷達(dá)模組商,、ADAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)商和整車廠更好地統(tǒng)一仿真環(huán)境,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加速上市,。




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