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NI关于测试包含雷达、传感器融合的ADAS系统的解决方案
2018-02-27 15:44:04·
现代汽车使用了各种传感器，包括超声波传感器、摄像头和各种类型的雷达和激光雷达，大部分车辆都使用这些技术的组合，因为每种技术各有其擅长的探测类型。但是，使用多种传感技术会给人以一种冗余感。当我们仔细研究采用这些技术的子系统时，会看到摄像头和雷达等传感器之间的融合程度更高，摄像头和雷达的组合可以汽车集中
现代汽车使用了各种传感器，包括超声波传感器、摄像头和各种类型的雷达和激光雷达，大部分车辆都使用这些技术的组合，因为每种技术各有其擅长的探测类型。但是，使用多种传感技术会给人以一种冗余感。当我们仔细研究采用这些技术的子系统时，会看到摄像头和雷达等传感器之间的融合程度更高，摄像头和雷达的组合可以汽车集中地处理图像识别任务。
从汽车的角度来看，许多测试的考虑角度从最初的传感器演变到汽车子系统再到完整的汽车。在这一领域，NI（National Instruments）在很多不同的方面均有涉及。在传感器方面，NI涉猎的主要是传感器的特性分析，比如对于ADAS传感器，特性分析意味着测量雷达传感器的频率、精度和功率电平。但是，为了验证传感器是否正常工作，我们不仅需要测试射频特性，还要测试功能性行为。我们今天要讨论的是一些用于模拟传感器和系统现场行为的技术，以便我们可以使用硬件在环等技术更经济高效地测试传感器和系统。
测试ADAS系统面临的挑战
挑战一：监管不确定性
测试ADAS传感器和ADAS技术存在着各种各样的挑战，其中一个最主要的挑战是现行法规的不确定性。我们已经制造出能够自动驾驶的汽车，但却没有相应的明确法规，法规的不确定性在测试量方面给我们提出了更多挑战。
挑战二：测试系统而非分散的组件
在许多情况下，这些测试可能会非常复杂，因为我们需要将其作为系统进行测试，而不是分立的组件。在简单的应用中，测试雷达传感器的功率和频率实际上相当简单，然而，要测试与雷达传感器进行通信的ECU是否会正确响应雷达的所有激励信号是非常困难的，需要针对极其广泛的技术进行测试。
当然，新技术也在不断出现，我们可以看到不断有新的雷达技术和新的摄像头成像技术出现，但当然也给开发这些测试系统的工程师带来了更多挑战。下面将主要介绍雷达和传感器融合测试的解决方案。
雷达测试
涉及到雷达测试时，实际上可以采用几种不同的方法。
方法一：仿真
这个方法也就是最基本的模拟，就是使用数学方法来简单地模拟雷达的行为。这种方法适用于对发动机ECU进行初步测试，我们可以使用ECU或信号的数学模型来了解ECU在特定情况下的行为，但无法真正仿真真实行为。
方法二：模拟
另一种技术是模拟雷达本身的环境，这需要重现雷达激励信号碰到物体后产生反射信号而出现电磁特征。这一方法使用硬件在环(HIL)仿真技术，可仿真真实场景。
方法三：现场测试
最后一种技术就是将雷达设备放在现场，并进行真实的测试。这非常重要，也极其有效，但是却非常耗时和昂贵。现场测试有一个问题，就是要模拟最困难的场景非常困难。事实上，雷达系统基本在99%的时间内正常运行，真正需要测试和理解的只有1%甚至仅0.1%的错误情况。由于在现场测试中重新创建这些场景非常困难，许多人都采用现场测试与模拟相结合的方法，以便在前期设计和后期验证中尽可能发现更多的错误。
通过NI PXI平台测试完成雷达系统和传感器同和应用测试
本质上，雷达仿真的原理是重建雷达系统周围环境的电磁特征。使用这一方法进行测试时，通常需要模拟两种不同类型的目标。第一种类型是被动目标仿真，另一种类型就是主动目标仿真。现在，许多工程师正在使用这两种技术的组合。
事实上，NI联盟伙伴提供了主动和被动技术相结合的解决方案来模拟雷达目标的行为，从而测试雷达系统。目前正在采用这种技术的客户包括奥迪，奥迪雷达组件的提供商Neils Koch提到了他们正在使用NI的一个PXI系统，系统的高带宽使他们能够使用软件来识别以前没发现的漏洞。
如何将这些技术应用于传感器融合应用呢？
NI为ECU测试提供的解决方案
现在的汽车使用了大量传感器技术，包括摄像头、雷达、激光雷达以及基于802.11p接口的车辆间通信。在未来，多种传感器技术回融合到一个通用ECU中来模拟摄像头和雷达。过去，从测试角度来看，这是一个挑战，因为为了测试ECU，RF信号的生成以及摄像头的场景创建必须同步。在NI的PXI系统中，PXI方法的优点之一就是它能够以紧密同步的方式进行这两个任务。因此，您无需使用一个系统来模拟雷达的行为，使用另一个系统来模拟数据流，而是可以将这两个任务融合到同一个系统中，使用一个设备就可以完成ECU测试。
下面这个原理图展示了未来典型的hil测试系统是怎么样的，其中V2X ECU、雷达ECU和摄像头ECU可高效融合或与传感器融合ECU相互配合。这种场景最适合采用像PXI这样的解决方案，不仅可以同时模拟所有这些信号，还可以使用通用平台和通用方法来测试集成系统。
NI解决方案涵盖了从初始产品特性分析到软件设计、验证、生产测试等整个设计周期，通用平台与混合信号I/O的组合是的工程师可以使用通用平台测试从初期设计到生产测试等不同阶段使用的各类传感器。
从汽车的角度来看，许多测试的考虑角度从最初的传感器演变到汽车子系统再到完整的汽车。在这一领域，NI（National Instruments）在很多不同的方面均有涉及。在传感器方面，NI涉猎的主要是传感器的特性分析，比如对于ADAS传感器，特性分析意味着测量雷达传感器的频率、精度和功率电平。但是，为了验证传感器是否正常工作，我们不仅需要测试射频特性，还要测试功能性行为。我们今天要讨论的是一些用于模拟传感器和系统现场行为的技术，以便我们可以使用硬件在环等技术更经济高效地测试传感器和系统。
测试ADAS系统面临的挑战
挑战一：监管不确定性
测试ADAS传感器和ADAS技术存在着各种各样的挑战，其中一个最主要的挑战是现行法规的不确定性。我们已经制造出能够自动驾驶的汽车，但却没有相应的明确法规，法规的不确定性在测试量方面给我们提出了更多挑战。
挑战二：测试系统而非分散的组件
在许多情况下，这些测试可能会非常复杂，因为我们需要将其作为系统进行测试，而不是分立的组件。在简单的应用中，测试雷达传感器的功率和频率实际上相当简单，然而，要测试与雷达传感器进行通信的ECU是否会正确响应雷达的所有激励信号是非常困难的，需要针对极其广泛的技术进行测试。
当然，新技术也在不断出现，我们可以看到不断有新的雷达技术和新的摄像头成像技术出现，但当然也给开发这些测试系统的工程师带来了更多挑战。下面将主要介绍雷达和传感器融合测试的解决方案。
雷达测试
涉及到雷达测试时，实际上可以采用几种不同的方法。
方法一：仿真
这个方法也就是最基本的模拟，就是使用数学方法来简单地模拟雷达的行为。这种方法适用于对发动机ECU进行初步测试，我们可以使用ECU或信号的数学模型来了解ECU在特定情况下的行为，但无法真正仿真真实行为。
方法二：模拟
另一种技术是模拟雷达本身的环境，这需要重现雷达激励信号碰到物体后产生反射信号而出现电磁特征。这一方法使用硬件在环(HIL)仿真技术，可仿真真实场景。
方法三：现场测试
最后一种技术就是将雷达设备放在现场，并进行真实的测试。这非常重要，也极其有效，但是却非常耗时和昂贵。现场测试有一个问题，就是要模拟最困难的场景非常困难。事实上，雷达系统基本在99%的时间内正常运行，真正需要测试和理解的只有1%甚至仅0.1%的错误情况。由于在现场测试中重新创建这些场景非常困难，许多人都采用现场测试与模拟相结合的方法，以便在前期设计和后期验证中尽可能发现更多的错误。
通过NI PXI平台测试完成雷达系统和传感器同和应用测试
本质上，雷达仿真的原理是重建雷达系统周围环境的电磁特征。使用这一方法进行测试时，通常需要模拟两种不同类型的目标。第一种类型是被动目标仿真，另一种类型就是主动目标仿真。现在，许多工程师正在使用这两种技术的组合。
事实上，NI联盟伙伴提供了主动和被动技术相结合的解决方案来模拟雷达目标的行为，从而测试雷达系统。目前正在采用这种技术的客户包括奥迪，奥迪雷达组件的提供商Neils Koch提到了他们正在使用NI的一个PXI系统，系统的高带宽使他们能够使用软件来识别以前没发现的漏洞。
如何将这些技术应用于传感器融合应用呢？
NI为ECU测试提供的解决方案
现在的汽车使用了大量传感器技术，包括摄像头、雷达、激光雷达以及基于802.11p接口的车辆间通信。在未来，多种传感器技术回融合到一个通用ECU中来模拟摄像头和雷达。过去，从测试角度来看，这是一个挑战，因为为了测试ECU，RF信号的生成以及摄像头的场景创建必须同步。在NI的PXI系统中，PXI方法的优点之一就是它能够以紧密同步的方式进行这两个任务。因此，您无需使用一个系统来模拟雷达的行为，使用另一个系统来模拟数据流，而是可以将这两个任务融合到同一个系统中，使用一个设备就可以完成ECU测试。
下面这个原理图展示了未来典型的hil测试系统是怎么样的，其中V2X ECU、雷达ECU和摄像头ECU可高效融合或与传感器融合ECU相互配合。这种场景最适合采用像PXI这样的解决方案，不仅可以同时模拟所有这些信号，还可以使用通用平台和通用方法来测试集成系统。
NI解决方案涵盖了从初始产品特性分析到软件设计、验证、生产测试等整个设计周期，通用平台与混合信号I/O的组合是的工程师可以使用通用平台测试从初期设计到生产测试等不同阶段使用的各类传感器。
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