現(xiàn)代汽車使用了各種傳感器，包括超聲波傳感器、攝像頭和各種類型的雷達和激光雷達，大部分車輛都使用這些技術(shù)的組合，因為每種技術(shù)各有其擅長的探測類型。但是，使用多種傳感技術(shù)會給人以一種冗余感。當我們仔細研究采用這些技術(shù)的子系統(tǒng)時，會看到攝像頭和雷達等傳感器之間的融合程度更高，攝像頭和雷達的組合可以汽車集中地處理圖像識別任務(wù)。

從汽車的角度來看，許多測試的考慮角度從最初的傳感器演變到汽車子系統(tǒng)再到完整的汽車。在這一領(lǐng)域，NI（National Instruments）在很多不同的方面均有涉及。在傳感器方面，NI涉獵的主要是傳感器的特性分析，比如對于ADAS傳感器，特性分析意味著測量雷達傳感器的頻率、精度和功率電平。但是，為了驗證傳感器是否正常工作，我們不僅需要測試射頻特性，還要測試功能性行為。我們今天要討論的是一些用于模擬傳感器和系統(tǒng)現(xiàn)場行為的技術(shù)，以便我們可以使用硬件在環(huán)等技術(shù)更經(jīng)濟高效地測試傳感器和系統(tǒng)。

測試ADAS系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

挑戰(zhàn)一：監(jiān)管不確定性

測試ADAS傳感器和ADAS技術(shù)存在著各種各樣的挑戰(zhàn)，其中一個最主要的挑戰(zhàn)是現(xiàn)行法規(guī)的不確定性。我們已經(jīng)制造出能夠自動駕駛的汽車，但卻沒有相應(yīng)的明確法規(guī)，法規(guī)的不確定性在測試量方面給我們提出了更多挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)二：測試系統(tǒng)而非分散的組件

在許多情況下，這些測試可能會非常復雜，因為我們需要將其作為系統(tǒng)進行測試，而不是分立的組件。在簡單的應(yīng)用中，測試雷達傳感器的功率和頻率實際上相當簡單，然而，要測試與雷達傳感器進行通信的ECU是否會正確響應(yīng)雷達的所有激勵信號是非常困難的，需要針對極其廣泛的技術(shù)進行測試。

當然，新技術(shù)也在不斷出現(xiàn)，我們可以看到不斷有新的雷達技術(shù)和新的攝像頭成像技術(shù)出現(xiàn)，但當然也給開發(fā)這些測試系統(tǒng)的工程師帶來了更多挑戰(zhàn)。下面將主要介紹雷達和傳感器融合測試的解決方案。

雷達測試
涉及到雷達測試時，實際上可以采用幾種不同的方法。


方法一：仿真

這個方法也就是最基本的模擬，就是使用數(shù)學方法來簡單地模擬雷達的行為。這種方法適用于對發(fā)動機ECU進行初步測試，我們可以使用ECU或信號的數(shù)學模型來了解ECU在特定情況下的行為，但無法真正仿真真實行為。

方法二：模擬

另一種技術(shù)是模擬雷達本身的環(huán)境，這需要重現(xiàn)雷達激勵信號碰到物體后產(chǎn)生反射信號而出現(xiàn)電磁特征。這一方法使用硬件在環(huán)(HIL)仿真技術(shù)，可仿真真實場景。

方法三：現(xiàn)場測試

最后一種技術(shù)就是將雷達設(shè)備放在現(xiàn)場，并進行真實的測試。這非常重要，也極其有效，但是卻非常耗時和昂貴。現(xiàn)場測試有一個問題，就是要模擬最困難的場景非常困難。事實上，雷達系統(tǒng)基本在99%的時間內(nèi)正常運行，真正需要測試和理解的只有1%甚至僅0.1%的錯誤情況。由于在現(xiàn)場測試中重新創(chuàng)建這些場景非常困難，許多人都采用現(xiàn)場測試與模擬相結(jié)合的方法，以便在前期設(shè)計和后期驗證中盡可能發(fā)現(xiàn)更多的錯誤。

通過NI PXI平臺測試完成雷達系統(tǒng)和傳感器同和應(yīng)用測試

本質(zhì)上，雷達仿真的原理是重建雷達系統(tǒng)周圍環(huán)境的電磁特征。使用這一方法進行測試時，通常需要模擬兩種不同類型的目標。第一種類型是被動目標仿真，另一種類型就是主動目標仿真?，F(xiàn)在，許多工程師正在使用這兩種技術(shù)的組合。

事實上，NI聯(lián)盟伙伴提供了主動和被動技術(shù)相結(jié)合的解決方案來模擬雷達目標的行為，從而測試雷達系統(tǒng)。目前正在采用這種技術(shù)的客戶包括奧迪，奧迪雷達組件的提供商Neils Koch提到了他們正在使用NI的一個PXI系統(tǒng)，系統(tǒng)的高帶寬使他們能夠使用軟件來識別以前沒發(fā)現(xiàn)的漏洞。

如何將這些技術(shù)應(yīng)用于傳感器融合應(yīng)用呢？

NI為ECU測試提供的解決方案

現(xiàn)在的汽車使用了大量傳感器技術(shù)，包括攝像頭、雷達、激光雷達以及基于802.11p接口的車輛間通信。在未來，多種傳感器技術(shù)回融合到一個通用ECU中來模擬攝像頭和雷達。過去，從測試角度來看，這是一個挑戰(zhàn)，因為為了測試ECU，RF信號的生成以及攝像頭的場景創(chuàng)建必須同步。在NI的PXI系統(tǒng)中，PXI方法的優(yōu)點之一就是它能夠以緊密同步的方式進行這兩個任務(wù)。因此，您無需使用一個系統(tǒng)來模擬雷達的行為，使用另一個系統(tǒng)來模擬數(shù)據(jù)流，而是可以將這兩個任務(wù)融合到同一個系統(tǒng)中，使用一個設(shè)備就可以完成ECU測試。

下面這個原理圖展示了未來典型的HIL測試系統(tǒng)是怎么樣的，其中V2X ECU、雷達ECU和攝像頭ECU可高效融合或與傳感器融合ECU相互配合。這種場景最適合采用像PXI這樣的解決方案，不僅可以同時模擬所有這些信號，還可以使用通用平臺和通用方法來測試集成系統(tǒng)。

NI解決方案涵蓋了從初始產(chǎn)品特性分析到軟件設(shè)計、驗證、生產(chǎn)測試等整個設(shè)計周期，通用平臺與混合信號I/O的組合是的工程師可以使用通用平臺測試從初期設(shè)計到生產(chǎn)測試等不同階段使用的各類傳感器。