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车载毫米波雷达测试你了解多少?

imtoken冷钱包手机版 2023-01-17 13:38:00

车载毫米波雷达是ADAS环境感知系统的关键组成部分。在智能网联汽车快速发展的背景下,车载毫米波雷达将在自动驾驶技术的实现中发挥重要作用,应用前景和市场空间将十分广阔。但由于毫米波雷达长期主要应用于军工领域,其测试认证方式、标准建设、评价体系建设、测试设备研发等仍处于起步阶段,中国具备车载毫米波雷达测试能力。第三方机构也很少,

毫米波雷达市场需求分析

2018年国内汽车累计生产2780.92万辆,销量2.808.06万辆;@6.90,000 辆;2020年,受新冠病毒疫情影响,私家车购买需求增加,汽车销量有望逆势增长。根据国内汽车市场相关数据分析,国内新车产销量将保持小幅稳定增长,最终汽车保有量将达到300‰左右。根据相关数据,预计2020年新车中高级驾驶辅助系统(ADAS)的装配率将超过50%。根据ADAS市场相关预测数据,ADAS的市场空间将达到100左右2020年亿元。未来10年将是智能网联汽车的黄金发展期,也是ADAS系统等相关产业的爆发期。ADAS的市场空间随着智能网联汽车的发展,也将保持持续增长。

车载毫米波雷达是ADAS环境感知系统的关键组成部分。防撞预警系统、自动刹车辅助系统、盲点监控系统、自动泊车辅助系统、变道辅助系统等ADAS系统。

预计每套常规ADAS系统配备4个近程+1个中远程车载毫米波雷达,预计国内车载毫米波雷达市场规模将2020年突破200亿元。在智能网联汽车快速发展的背景下,车载毫米波雷达将在实现自动驾驶方面发挥重要作用,其应用前景和市场空间将十分广阔。

毫米波雷达相关技术

1.毫米波雷达定义及特点

毫米波雷达是指工作在30-300GHz频段,波长为1-10mm的雷达。毫米波兼有微波和远红外光谱的优点。毫米波雷达具有探测距离远、响应速度快、适应性强等特点。其探测距离可达250m以上,传播速度与光速相同,调制简单。配合高速信号处理系统,可以快速测量目标的速度。距离、速度和角度等信息。与其他雷达相比,毫米波雷达具有较强的穿透能力,可以在雨、雪、大雾等极端天气下工作。

2.毫米波雷达分类

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毫米波雷达根据所使用的毫米波频段分为4个频段:24GHz、60GHz、77GHz和79GHz。主流可用频段为24GHz和77GHz,79GHz可能是未来的发展趋势。根据探测距离可分为短距离(SRR,小于60m)、中距离(MRR,约100m)和远距离(LRR,大于200m)三种。按工作原理可分为脉冲式和调频式两种。目前,车载毫米波雷达大多为调频型。

3.毫米波雷达的工作流程

毫米波雷达的工作过程是通过天线发射毫米波,接收机接收目标的反射信号,经过信号处理器处理后,可以快速准确地获取汽车周围的环境信息,如汽车与其他物体的相对距离、相对速度、角度、行驶方向等,然后根据检测到的物体信息对目标进行跟踪识别雷达实验室最新动态,整合车身动态信息,通过中央处理进行处理单元。本发明通过控制执行装置通知或警告驾驶者,或主动对汽车进行及时干预,以保证汽车的安全性和舒适性,降低事故率。工作流程如下图所示。

毫米波雷达工作流程

4.毫米波雷达的主要应用

毫米波雷达广泛应用于自适应巡航控制系统、前方防撞预警系统、自动制动辅助系统、盲点监控系统、自动泊车辅助系统、车道变换辅助系统、后方碰撞预警系统、行人高级驾驶辅助系统中(ADAS),例如监控系统和停车门辅助系统。下表显示了毫米波雷达在智能汽车中的应用和位置分布。

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毫米波雷达在智能汽车中的应用及位置分布

车载毫米波检测现状分析

1.毫米波雷达测试项目分析

目前毫米波雷达的测试项目和流程主要包括前期功能测试和关键性能测试、中期硬件在环测试和后期实用性测试。功能测试主要模拟汽车、非机动车和行人通过雷达障碍物的一种或多种距离、速度、角度,然后测试雷达距离范围、距离精度、速度范围、速度精度、角度范围、角度精度、和雷达散射。对横截面、到达角等进行测试,得到雷达的功能测试结果。性能测试是测试雷达发射机、接收机等部件本身的性能,包括发射信号频率、信号功率、发射功率、相位噪声、FM线性度、带外杂散、啁啾等性能指标。中期硬件在环测试是利用车辆动力学仿真软件等设备进行硬件在环(HITL)测试。可用性测试是通过在实验场中搭建实际的ADAS场景,进行最终的可用性确认。

2.测试设备发展现状

目前,国外毫米波雷达测试设备的主要供应商包括总部位于德国慕尼黑的罗德与施瓦茨(R&S)、美国的dSPACE、日本的Toyo Precision Measurement System。目前只有苏州凌创锐迪在做车载毫米波雷达相关设备及整体测试系统的研发。

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罗德与施瓦茨的R&S毫米波雷达测试系统可满足24GHz、77GHz、79GHz雷达的测试需求,分析带宽高达5GHz。该系统可以全方位评估毫米波雷达发射机和接收机的性能,可以测试多个目标的距离、速度和角度。同时,测试系统支持与硬件在环系统的结合,实现从雷达环境感知、分析判断到决策的全过程测试。

dSPACE 设备主要测试车载雷达监测目标的能力。装置主体为筒形电磁屏蔽暗箱,暗箱内壁有4个模拟雷达目标,可沿内壁移动。雷达目标模拟器的模拟目标与视频黑匣子中的场景障碍物同步,但对10m内障碍物的模拟精度较低。

日本东洋精密系统株式会社的ASGARD型系统用雷达模拟目标车辆的交通状况。将雷达反射点的速度和距离添加到光谱场中的信号中,使目标车辆在实际交通情况下充分产生视野。

苏州凌创锐迪研发的雷达测试系统兼容24GHz&77GHz毫米波雷达,可实现雷达目标模拟、雷达功能和性能测试,雷达样品实景测试兼容多种第三方场景模拟软件,如 Carmaker、PreScan、VTD。

3.测试标准建设情况

国际毫米波雷达测试标准是欧洲电信的“ETSI EN 303 396 V1.1.1 (2016-12)Short Range Equipment; Vehicle and Surveillance Radar Measurement Technology”标准协会及其相关标准规定了车载毫米波雷达的一些性能指标和测试方法,但没有针对雷达模块功能测试的相关方法。

毫米波雷达国内标准主要是国家标准《GB∕T36654-2018 76GHz车载无线电设备射频指标技术要求和测试方法》,仅规定了车载毫米波雷达的部分性能指标和测试方法,但不针对雷达模型。分组功能测试相关方法。2019年11月21日,中国汽车工业协会发布了《车载毫米波雷达模块检测方法(征求意见稿)》,提出了雷达性能和雷达模块测试方法的标准草案,目前正在征集意见。

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4.检测实验室建设情况

目前,国内获得车载毫米波雷达测试的第三方检测机构很少,不具备毫米波雷达在气象环境下的功能和可靠性测试。参考标准也参差不齐,包括欧洲电信标准化协会ETSI EN一系列标准、国家标准、实验室自行制定的内部标准等。国产车载毫米波雷达的实验室建设基本处于起步阶段。由于相关测试标准尚未出台,部分实验室处于市场调研、设备采购、实验流程和规范整理等阶段,而大部分实验室都在使用其部分能力。

5.车载毫米波雷达测试中的问题

在测试项目规范方面,目前国内对毫米波雷达应测试的性能指标和功能点没有统一的要求和规范,导致市场上毫米波雷达产品质量参差不齐,对整个车载毫米波雷达产业的健康发展非常重要。不利的。同时,由于产品没有统一的测试标准,对于判断产品能否满足实际工况,面对复杂极端工况可靠性是否符合标准,也没有明确的依据。交通安全事故的发生埋下隐患。如果智能网联汽车发生交通安全事故,

目前,国产毫米波雷达的测试方法和标准并不完善,具备测试能力的第三方实验室也很少。不同厂家毫米波雷达系统的功能和性能指标也不尽相同,国际上也没有统一的测试标准和方法。迫切需要建立完善的车载毫米波雷达系统测试方法和评价体系,尽快制定标准。,市场也需要尽快引导和规范。

未来发展趋势及发展建议

车载毫米波雷达是ADAS系统环境感知模块的核心部件。其性能、功能和可靠性是智能汽车稳定运行的前提。确保能够满足智能网联汽车的使用要求。

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根据2020年2月12日国家发改委等十一个部门印发的《智能汽车创新发展战略》,“提升检测评价技术”和“构建系统完备的智能汽车监管”两大任务框架和标准体系”提出。同时,结合车载毫米波雷达测试行业现状及标准建设,从测试评价体系建设、测试设备工具与系统开发、企业及测试评价机构测试能力等方面提出发展建议。建设、测试标准建设,推进认证认可:

在测试评价体系建设中,建立健全车载毫米波雷达测试评价体系和基础数据库。通过对雷达工作原理、关键部件、关键技术指标、应用场景等的研究,建立了包括测试对象、测试项目(指标)、测试环境条件、测试程序和判断依据的评价体系等雷达实验室最新动态,从雷达的性能来看。、功能、安全性、可靠性等方面建立全面的雷达评价体系,为下游行业的选择提供依据,引导行业健康发展。测试评价体系建立后,

在测试设备工具和系统开发方面,针对现有测试设备工具不能满足测试要求的问题,需要加强毫米波雷达测试工具、设备和系统的研发。面向实际应用场景的测试技术和验证工具,以及完善的多层次测试评估体系,提高毫米波雷达的测试效率、精度和能力,为毫米波雷达的开发和验证提供测试工具,促进汽车毫米波雷达产业的发展。.

在企业和检测评价机构检测能力建设方面,通过政策引导,落实市场规范和相关检测标准,推动企业、第三方技术检测和安全运行检测评价机构能力建设,并建立车载毫米波雷达从研发、上市、监管方面的全流程测试解决方案。

在测试标准建设方面,政府有关部门要加快车载毫米波雷达测试标准的制定和实施,建立包括车载毫米波雷达性能测试、功能测试、抗干扰等在内的综合方案。干扰、可靠性和安全性。标准测试。通过制定标准,更好地规范车载毫米波雷达的完整性,推动毫米波雷达产业技术进步,推动智能网联汽车自动化、智能化技术的发展。

在推进认证认可方面,认证认可机构要尽快推进车载毫米波雷达等智能网联汽车关键部件认证认可体系建设,建立健全认证认可机制。将企业申报和第三方技术检验相结合,构建覆盖车载毫米波雷达功能性、可靠性和安全性的综合认证体系,通过认证认可推动毫米波雷达行业规范的建立。

综上所述

综合来看,目前国际上对毫米波雷达的测试还没有统一的测试方法和标准。车载毫米波雷达国内相关标准也不成熟,标准建设工作基本处于起步阶段。测试设备、工具和系统的研发已经取得了一些进展,但还需要进一步改进以满足不断发展的雷达行业。目前,我国具备车载毫米波雷达测试能力的实验室还很少,需要加强建设以满足毫米波雷达产业发展的需要。毫米波雷达认证认可建设仍处于空白,尽快推进其认证认可体系和体系的建立。同时,车载毫米波雷达测试评价体系建设尚未启动,评价体系的建立也迫在眉睫。

本文作者:宋锐、陈艳梅、张志国(中国汽车研究院汽车检测中心(广州)有限公司,东南大学)

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