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当代汽车的传感器融合

在可见光谱下工作，不适用于雨天、浓雾、太阳眩光和黑暗等环境，但是在颜色识别方便(例如道路标记)具有高度可靠 性。而雷达，即使在低分辨率下，也可用于探测距离，而且环境条件对雷达没有太大影响。


融合了前置摄像头和雷达传感器的典型ADAS功能包括:

  • 自适应巡航控制(ACC) - 适应交通状况的速度。当前方车辆的距离低于安全阈值时，速度会降 低。当道路畅通或 到下一辆车的距离在可接受范围内时，ACC会加速回到设定的速度。
  • 自动紧急制动(AEB) - 通过降低特定碰撞情况下的速度或在危急情况下警告驾驶员来控制制动 系统。

系统扩展

由一个NI矢量信号收发器(VST)和一个mmWave射频头组成的系统可以生成两个具有相同到达角的目标。由于系统的 灵活性，我们可以轻松扩展系统来模拟具有多个到达角的多个目标。基于四个VST和四个mmWave射频头的配置可以 模拟具有四个到达角的八个不同目标

Altran Italia已将创新的雷达目标模拟器和3D虚拟道路情景模拟器集成到硬件在环(HIL)系统中，以生成基于场景的测试平台，该测试平台可完全同步摄像机和雷 达数据，以验证传感器融合算法。

Altran Italia，某测试经理

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在实验室环境中重现城市车载网络性能

挑战

因此，理解车辆通信标准的可能性和限制至关重要。这是一项艰巨的任务，因为车辆通信条件与传统应用截然不同。室外环境意 味着信道回波会比较晚反射回来，导致较大的延迟扩展，并且高车速引入的多普勒频移挑战远不是相对静态移动的场景可比拟 的。因此，在上路使用之前，我们必须彻底测试通信标准的性能。但是，在真实的道路上进行这样的测试是不切实际的。由于道路 上的变化因素太多，测量结果不可重复。测量无法大规模进行，因为这需要封路，并且由于安全方面的原因，某些场景并无法在 现实世界中进行测试。

系统架构

我们决定用NI USRP RIO设备和LabVIEW Communications 802.11应用程序框架来替换所有组件。只需要进行少量修 改即可将其调整为符合802.11标准的通信。我们设计的信道仿真器允许10抽头延迟线，并且可以实时更新抽头的位 置以及小尺度衰落系数。我们的参数更新率为10 kHz。这需要车速高达161公里/小时(100英里/小时)的汽车移动距离 小于5厘米(2英寸)，以确保即时是微小的信号变化也可以捕获到。仿真带宽为20 MHz，这对于工作在10 MHz带宽的通 信标准来说是足够的。

“最后，我们将城市地图和移动模拟器引入系统中。我们根据奥地利林茨的交通情况生成了车辆痕迹，进而分析大规模交通堵塞等最坏情况。”

Thomas Blazek，电信研究所，奥地利维也纳技术大学

用于网联自动驾驶汽车的全尺寸模拟器

解决方案

WMG专为智能汽车开发的3xD模拟器旨在提供一个创新平台，以弥合传统硬件在环(HIL)测试和基于道路的现场测试 之间的差距。模拟器提供了驶入式(drive-in)、驾驶员在环( driver-in-the-loop)、多轴驱动(multiaxis driving)体验，因 此称为3XD模拟

隔离

WMG 3xD模拟器安装在一个可以容纳整辆车的射频屏蔽室(法拉第笼)中。通过这种完全隔离，外部RF信号被阻挡在 外，从而允许模拟完整的RF环境、驾驶员的视觉环境以及车辆电子系统的其他感应系统。 我们希望为车辆和驾驶员的传感器提供完整的仿真，其中不仅包括雷达、激光雷达和场景生成 (视觉)，还包括蓝 牙、4G、V2X，以及最重要的基于GNSS的位置信息。

在模拟卫星星座提供位置信息(GNSS)时，测试工程师必须区分不同的环境。城市和市内高速公路驾驶环境会抑制不同 的信号特征，例如信号强度、反射和可见的卫星数量。

身临其境感

我们还有其他几种模拟器可以选择，但我们希望提供一种独一无二的工具，能够让驾驶员犹如身临其境地测试、验证和 确认新技术和整个系统。我们的目标不仅是生成车辆周边的场景(激励传感器)，而且还要将其与RF环境(包括卫星信息) 相结合。这将使驾驶员能够完全沉浸在测试场景中，同时也可帮助车辆制造商在设计过程中更早地测试车辆，避免由 于后来发现的缺陷而引起代价高昂的设计变化。

结论

模拟器提供实时、安全、可控且可重复的物理环境，不仅可实现传感器和通信在环测试，而且还可 实现驾驶员在环测试。

这可以让工程师在安全、受控和可重复的环境中深入了解用户和系统(车辆)与环境的交互。例如，我们可以测试向汽车 音响系统添加噪声时驾驶员的反应，或者在城市环境中卫星信号丢失时车辆的反应。

“WMG团队计划模拟当前和未来的[卫星]星座，例如，2025年在东京开车时会看到的情况。”

Gunwant Dhadyalla，WMG，华威大学