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是德科技推出雷達(dá)場(chǎng)景仿真器解決方案，最多仿真512個(gè)雷達(dá)目標(biāo)，仿真距離最近1.5米

2021-12-16 23:49:57·  來(lái)源：汽車測(cè)試網(wǎng)  
　
完全自動(dòng)駕駛汽車這一愿景正在逐漸接近現(xiàn)實(shí)，屆時(shí)不僅有望提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)的整體效率，還能提升駕乘人員的安全。事實(shí)上，據(jù)美國(guó)交通部研究人員估計(jì)，自動(dòng)駕駛汽
完全自動(dòng)駕駛汽車這一愿景正在逐漸接近現(xiàn)實(shí)，屆時(shí)不僅有望提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)的整體效率，還能提升駕乘人員的安全。事實(shí)上，據(jù)美國(guó)交通部研究人員估計(jì)，自動(dòng)駕駛汽車通過避免人為錯(cuò)誤導(dǎo)致的事故，最高可以將交通事故的死亡人數(shù)降低 94%。
然而，要讓這一愿景變成現(xiàn)實(shí)，汽車制造商需要將自動(dòng)駕駛等級(jí)從當(dāng)前汽車工程學(xué)會(huì)（SAE）定義的 2+/3 級(jí)提升至 5 級(jí)（圖 1）。這樣會(huì)帶來(lái)一系列獨(dú)特挑戰(zhàn)，需要多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步作為基礎(chǔ)。

圖 1. SAE 定義的自動(dòng)駕駛等級(jí)
來(lái)自未來(lái)的挑戰(zhàn)
我們必須攻克多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，才能提升自動(dòng)駕駛等級(jí)。這些難關(guān)包括：縮小道路測(cè)試與軟件仿真測(cè)試之間的差距。當(dāng)前的傳感器和控制模塊是在具有軟件在環(huán)測(cè)試功能的仿真環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。盡管軟件仿真很有用，但它無(wú)法完全重現(xiàn)現(xiàn)實(shí)情況以及可能出現(xiàn)的不完美的傳感器響應(yīng)。全自動(dòng)駕駛汽車必須知道如何應(yīng)對(duì)這樣的情況。
·通過對(duì)原型車或合法上路車輛中集成的完整系統(tǒng)進(jìn)行道路測(cè)試，汽車制造商能夠?qū)ψ罱K產(chǎn)品的性能進(jìn)行驗(yàn)證，然后再將它們推向市場(chǎng)。道路測(cè)試至關(guān)重要，也是開發(fā)過程中不可或缺的一環(huán)，但考慮到測(cè)試成本、測(cè)試所需時(shí)間和測(cè)試可重復(fù)性等一系列問題，完全依賴道路測(cè)試變得不切實(shí)際。如果采用這種方式，車輛需要經(jīng)過幾百年的測(cè)試才能達(dá)到足夠的可靠性，萬(wàn)無(wú)一失地安全行駛在城市和鄉(xiāng)村道路上。在真實(shí)條件下訓(xùn)練先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）/自動(dòng)駕駛（AV）算法。車載雷達(dá)測(cè)試對(duì)于訓(xùn)練自動(dòng)駕駛算法具有重要意義。這些算法使用車載雷達(dá)傳感器獲取的數(shù)據(jù)做出決策，指示車輛在遇到特定行駛狀況時(shí)應(yīng)該做出何種響應(yīng)。如果算法沒有經(jīng)過正確訓(xùn)練，它們可能會(huì)做出意外決策，危及駕乘人員或行人安全。
我們可以設(shè)想一下駕駛員在開車時(shí)需要做出哪些決策。成為一名優(yōu)秀的駕駛員往往需要時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)的沉淀。將自動(dòng)駕駛技術(shù)提升一個(gè)臺(tái)階則需要依靠復(fù)雜的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的能力應(yīng)超越最優(yōu)秀的人類駕駛員。傳感器、精準(zhǔn)算法與強(qiáng)大處理器的結(jié)合是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵因素。傳感器可以感知周圍的環(huán)境，處理器和算法可以做出正確的決策，并確保遵守道路交通規(guī)則。我們必須確保新 ADAS 功能是安全可靠的。采用不成熟的系統(tǒng)過早進(jìn)行道路測(cè)試會(huì)有很大風(fēng)險(xiǎn)。我們需要能夠仿真真實(shí)場(chǎng)景，對(duì)實(shí)際采用的傳感器、電子控制單元（ECU）代碼、人工智能（AI）邏輯等部分進(jìn)行驗(yàn)證。盡早測(cè)試更多場(chǎng)景能夠讓 OEM 清楚地了解何時(shí)可以完成開發(fā)，何時(shí)可以信心充分地發(fā)布 ADAS 功能。
當(dāng)前解決方案的不足之處
當(dāng)前的測(cè)試系統(tǒng)無(wú)法有效應(yīng)對(duì)以下這些挑戰(zhàn)。有些測(cè)試系統(tǒng)使用多個(gè)雷達(dá)目標(biāo)仿真器（RTS），每個(gè) RTS 都向雷達(dá)傳感器呈現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)目標(biāo)，并通過機(jī)械移動(dòng)天線來(lái)仿真水平位置和垂直位置。這種機(jī)械式的自動(dòng)化操作延緩了整體測(cè)試速度。還有些測(cè)試方案采用了只包含少數(shù)幾個(gè) RTS 的天線墻。這意味著目標(biāo)可以出現(xiàn)在場(chǎng)景中的任何地方，但不能同時(shí)出現(xiàn)。在靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)環(huán)境下，這種方法可以測(cè)試橫向移動(dòng)的少數(shù)幾個(gè)目標(biāo)，但受到機(jī)械臂速度的限制。
現(xiàn)有的雷達(dá)傳感器測(cè)試解決方案的視場(chǎng)（FOV）也很有限，無(wú)法分辨距離小于 4 米的目標(biāo)。在測(cè)試?yán)走_(dá)傳感器時(shí)，如果目標(biāo)數(shù)量不夠多，就無(wú)法反映出完整的駕駛場(chǎng)景，重現(xiàn)真實(shí)環(huán)境中的復(fù)雜情況。
應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)
為了實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛愿景所需的 ADAS 功能，需要使用可靠的雷達(dá)傳感器和算法。在實(shí)驗(yàn)室中執(zhí)行全場(chǎng)景仿真對(duì)于開發(fā)這些雷達(dá)傳感器和算法至關(guān)重要。是德科技首次推出的全場(chǎng)景仿真器結(jié)合使用幾百個(gè)微型射頻（RF）前端構(gòu)成一個(gè)可擴(kuò)展的仿真屏幕，可呈現(xiàn)最多 512 個(gè)目標(biāo)，距離最近可達(dá)到 1.5 米。
成功打造這個(gè)解決方案需要在兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上取得突破性進(jìn)展，一項(xiàng)是專用的微型射頻前端，每個(gè)前端均自帶天線，8 個(gè)這樣的射頻前端集成到一塊電路板上（圖 2）。然后，64 塊電路板呈半圓形陣列排列，構(gòu)成仿真屏幕。

圖 2. 緊湊型 RSE 射頻前端
是德科技雷達(dá)場(chǎng)景仿真器使汽車制造商可以在實(shí)驗(yàn)室中完成以往在道路上才能實(shí)施的復(fù)雜駕駛場(chǎng)景測(cè)試，因此可以加快測(cè)試速度。
關(guān)鍵特性與優(yōu)勢(shì)
是德科技公司最新推出的雷達(dá)場(chǎng)景仿真器，采用了專利技術(shù)，不是仿真單個(gè)目標(biāo)而是仿真整個(gè)交通場(chǎng)景來(lái)進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)（圖 3）。這種方法給汽車 OEM 帶來(lái)了許多關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：

圖 3. 目標(biāo)仿真與場(chǎng)景仿真對(duì)比
· 視野更寬廣：雷達(dá)場(chǎng)景仿真器不僅可以幫助雷達(dá)傳感器在更寬的連續(xù)視場(chǎng)內(nèi)發(fā)現(xiàn)更多目標(biāo)，還支持仿真近距離目標(biāo)和遠(yuǎn)距離目標(biāo)。這樣可以避免雷達(dá)視野遺留盲區(qū)，還能提升算法訓(xùn)練效果，從而高效探測(cè)和分辨密集、復(fù)雜場(chǎng)景中的多個(gè)目標(biāo)。因此，自動(dòng)駕駛汽車可以基于全局情形而不僅僅是測(cè)試設(shè)備所得到的信息來(lái)做出決策。
- 使用 512 個(gè)獨(dú)立目標(biāo)以及 +/-70°（水平）和 +/-15°（垂直）的連續(xù)視場(chǎng)（FOV），全面徹底地訓(xùn)練雷達(dá)傳感器和系統(tǒng)。
- 生成距離在 1.5 米到 300 米、速度在 0 到 400 kph 的靜態(tài)目標(biāo)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)。
- 適用于角度分辨率小于 1 度的多目標(biāo)、多角度場(chǎng)景。
- 通過逼真的干擾測(cè)試，仿真射頻設(shè)備密集的復(fù)雜城市場(chǎng)景。
· 測(cè)試復(fù)雜的真實(shí)環(huán)境：在測(cè)試?yán)走_(dá)傳感器時(shí)，如果目標(biāo)數(shù)量不夠多，就無(wú)法反映出完整的駕駛場(chǎng)景，重現(xiàn)真實(shí)環(huán)境中的復(fù)雜情況。是德科技雷達(dá)場(chǎng)景仿真器允許汽車制造商在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)定各種環(huán)境條件變量、交通密度、速度、距離和目標(biāo)總數(shù)，真正仿真現(xiàn)實(shí)駕駛場(chǎng)景。無(wú)論是常見情況還是極端情況，都可以提前進(jìn)行測(cè)試，最大限度降低風(fēng)險(xiǎn)。
· 加快算法學(xué)習(xí)速度。是德科技雷達(dá)場(chǎng)景仿真器為在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試復(fù)雜場(chǎng)景提供了一個(gè)確定的真實(shí)環(huán)境，此前我們只能在道路上進(jìn)行這樣的場(chǎng)景測(cè)試。借助其開創(chuàng)性的測(cè)試方法，汽車制造商能夠使用可重復(fù)的高密度復(fù)雜場(chǎng)景提前進(jìn)行測(cè)試，場(chǎng)景中可以包括靜止目標(biāo)或運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，還包含各種可變環(huán)境特征，從而顯著提高 ADAS/AV 算法學(xué)習(xí)速度，避免人工測(cè)試或機(jī)械式自動(dòng)化測(cè)試導(dǎo)致的效率低下問題。
· 更快更早地測(cè)試更多場(chǎng)景，提振對(duì)所需 ADAS 功能的信心。
- 通過基于動(dòng)態(tài)分辨率自適應(yīng)的渲染，輕松檢測(cè) ADAS 軟件的遺漏或不當(dāng)行為
- 仿真復(fù)雜的真實(shí)場(chǎng)景，包括具有大型平面目標(biāo)的場(chǎng)景
- 生成逼真的駕駛場(chǎng)景，例如包含多個(gè)目標(biāo)的高速穿插交通場(chǎng)景

是德科技雷達(dá)場(chǎng)景仿真器支持客戶在實(shí)驗(yàn)室中仿真復(fù)雜的真實(shí)駕駛場(chǎng)景并進(jìn)行測(cè)試，最多可以仿真512個(gè)雷達(dá)目標(biāo)，仿真距離最近可達(dá)到1.5米。
汽車公司知道自動(dòng)駕駛算法不僅測(cè)試起來(lái)非常復(fù)雜――還會(huì)涉及安全問題。是德科技的雷達(dá)場(chǎng)景仿真器非常適合堅(jiān)持“安全第一”的自動(dòng)駕駛技術(shù)開發(fā)人員使用。是德科技的雷達(dá)場(chǎng)景仿真器采用全場(chǎng)景渲染方法，在寬廣的連續(xù)視場(chǎng)（FOV）內(nèi)仿真遠(yuǎn)處和近處的目標(biāo)，使客戶能夠利用極其復(fù)雜的多目標(biāo)場(chǎng)景更快測(cè)試自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的車載雷達(dá)傳感器。
此雷達(dá)場(chǎng)景仿真器是是德科技自動(dòng)駕駛仿真（ADE）平臺(tái)的一個(gè)組件，該平臺(tái)由是德科技、IPG Automotive 和 Nordsys 通過多年合作共同打造。ADE 平臺(tái)通過渲染預(yù)先定義的使用場(chǎng)景，為車載傳感器和子系統(tǒng)――例如全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）、車聯(lián)網(wǎng)（V2X）、攝像頭和雷達(dá)――提供時(shí)間同步輸入，以此訓(xùn)練輔助駕駛（ADAS） 和 自動(dòng)駕駛（AD） 軟件。有了是德科技自動(dòng)駕駛仿真（ADE）這個(gè)開放平臺(tái) ，汽車制造商及其合作伙伴將能夠集中精力開發(fā)和測(cè)試 ADAS/AD 系統(tǒng)與算法，包括傳感器融合和決策算法。該平臺(tái)還可以與商用 3D 模型、硬件在環(huán)（HIL）系統(tǒng)以及現(xiàn)有的測(cè)試和仿真環(huán)境相集成。
是德科技雷達(dá)場(chǎng)景仿真器和自動(dòng)駕駛仿真平臺(tái)為汽車制造商提供了一個(gè)理想的解決方案，可以幫助他們實(shí)現(xiàn)新的 ADAS 功能，最終實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛的愿景。
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了解關(guān)于是德科技雷達(dá)場(chǎng)景仿真器的更多信息：

END

【直播】汽車高速數(shù)字總線測(cè)試技術(shù)講解

時(shí)間：12月21日 晚上19:30 – 21:00

 
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