研究背景

如今，环境中的无线通信设备的增多，导致道路电磁环境日益复杂，ADAS系统也面临着各类复杂的电磁干扰。而由于ADAS是自动驾驶车辆中的一个大型综合系统，对道路使用者的安全有着极大的影响，因此其电磁抗干扰能力是自动驾驶车辆最重要的安全性能指标之一。为防止出现任何失灵或故障，汽车制造商往往需要投入大量资源进行道路测试，以确保雷达和摄像头都能达到抗干扰的要求，确保车辆在各类实际场景中的安全性。

R&S®TA-ACE测试系统旨在将这项测试引入测试暗室中，以在暗室中可重复的复现实际场景来测试车辆在复杂电磁环境下的ADAS功能响应。作为去年第一阶段的成果，罗德与施瓦茨（以下简称“R&S”公司）已成功验证自适应巡航控制（ACC）与自动紧急制动（AEB）功能。近日，我们在第二阶段再次成功验证包括车道保持辅助（LKA）、交通标志识别（TSR）以及盲区监测（BCW）等在内的关键功能。目前，本系统已与权威检测机构完成共同验证，且已被国外和内领先主机厂采用。

解决方案

1. 方案系统构成：

利用现有的EMC暗室环境，增加以下仪表与组件：

· 汽车雷达目标模拟器（AREG800A或AREG100A）

· 雷达驱动系统（TA-RDS）+ 吸波材料墙

· 实况视觉投影系统（TA-LVP）

· 测试软件（TAS-ACE）

· 高性能图形计算机（High performance graphic computer）

图1 系统整体框图

图2 TA-ACE布置图

图3 雷达目标模拟器AREG800A和天线阵列前端QAT100

2. 测试方法与项目

首先应定义好测试场景，包括被测车辆（VUT）的速度、运动轨迹，目标物的大小（RCS），远车（RV）的速度、距离以及路径变化等。其次应设置VUT监控，经由测功机、刹车灯和仪表盘上的车载指示来观察VUT对各类场景的响应。

图4 仪表盘碰撞预警显示

测试项目包括：

· 自适应巡航控制（ACC）测试，包含远车加减速及变道

· 自动紧急制动（AEB）

· 车道保持辅助（LKA）

· 交通标志识别（TSR）

· 盲区监测（BCW）

测试面临的挑战

首先，雷达目标回波产生的同步和可视化效应在定时、距离和透视比方面都是至关重要的。虽然在测试前已经实施了摄像头和视觉投影的调整，但由于通信局域网电缆长度的限制和光纤传输路径延迟，还需要通过测试软件来考量和调整定时同步。

解决方法：通过驱动软件的新功能，测试人员可管理驾驶场景创建和事件触发器，从而节省时间并克服定时问题。

其次，将VUT雷达与AREG前端位置对准在硬件搭建过程中是非常重要的。因为只有这样才能使模拟车辆（RV）处于VUT正前方，实现零角度偏差。通常，如果RV距离车道中心不超过1.2米，VUT会认为与RV处于同一车道上。在近距离的情况下，即便存在角度的偏差也不会对VUT对RV的识别造成影响，而如果在较远的距离，RV很多可能会被VUT检测为偏离车道。参见图5。在这种情况下，由于角度未对准，RV车辆在前方15米减速时，并没有引起VUT的响应。但是当AREG的目标距离改为5米时，仪表盘上突然出现一个目标，导致VUT突然刹车。 

解决方法：通过扫过TA-RDS角度，确定车载雷达中心位置，同时确定AREG前端雷达接收到的最大中频功率的角度。

图5 雷达识别为同车道示意图

同时，R&S发现当AREG同时模拟5米、15米和50米的3台车辆时，VUT的雷达会在20米距离处探测到第4个目标。 而第四个目标不是预定目标，是由于AREG发射机在饱和状态下工作造成的。 

解决方案：通过将基础衰减设置从- 22dB降低到- 5dB（较低的增益）来解决。 

最后，尽管视觉投影屏幕的安装看起来很简单，但如果设计不正确，可能就得不到理想结果。例如，当屏幕不平整或翘曲时，就会影响摄像头传感器的视觉检测。

解决方法：视觉投影屏幕夹具的设计应允许适当调整屏幕布的张力，使屏幕平滑。设置屏幕夹具结构所花费的时间超出预期。

成果

在多个项目中，R&S已证明了ADAS在复杂电磁环境中的测试解决方案R&S®TA-ACE的实用性。通过在EMC测试暗室中生成道路场景，模拟车辆的视觉和雷达传感器所需的激励，成功唤醒了自动驾驶车辆ADAS系统的预期响应。在EMC暗室中成功实现了摄像头和毫米波雷达模拟道路场景作为实况视觉投影和实况雷达回波效应的自动控制和同步，减少了由实况视觉投影系统设置造成的摄像头视觉误差，并完成自动化测试。