CN111123228A - 一种车载雷达集成测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载雷达集成测试系统及方法，所述方法包括：构建虚拟交通场景；获取待测车辆的动力学参数；虚拟雷达实时探测虚拟交通场景信息，感知得到目标物信息；将所述目标物信息分析处理，得到目标物参数，并发送给雷达模拟器；雷达模拟器接收到所述目标物参数和被测雷达发射的信号波后，执行目标物的实时模拟，同时发出模拟目标物的回波信号；被测雷达接收到回波信号，将回波信号与目标物参数进行一一对比。虚拟交通场景的目标参数传输给雷达模拟器，实时动态还原目标信息，可以实现雷达性能测试多样化，通过构建虚拟交通场景，可自定义多种测试场景，且可以保证测试环境的一致性；逼真的虚拟交通场景，可以有效提高信息源精度及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种车载雷达集成测试系统及方法，属于雷达测试领域。
背景技术
道路安全已成为道路交通系统所面临的全球性的挑战。由于各国汽车安全标准的不断提高，导致主动安全技术高级驾驶辅助系统（Advanced Driver Assistance Systems,ADAS）近年来呈快速发展趋势。目前，基于毫米波的车载无线电技术已有多种实现方式，相关模组也已在实际车辆中得到应用。与此同时，由于国内道路设施复杂，楼宇结构繁多，车辆密度较大等情况，造成了车辆行驶场景下基于毫米波的无线电技术与传统毫米波安全辅助无线电技术在性能要求方面存在一定差异。由于这些系统越来越广泛地被用于安全性至关重要的应用中，因此其功能性测试要求变得愈加严格。
目前,用于主动安全技术高级驾驶辅助系统（ADAS）的传统道路测试存在以下弊端：
（1）测试工况难以重复利用：在道路测试过程中，如果发现待测雷达器件存在问题，经过优化或改良后，很难恢复到最初的测试工况进行二次对比测试；
（2）难以实现极限工况测试：在极限工况下测试，会存在一些危险因素，无法保证驾乘人员的生命财产安全；
（3）在进行道路测试前，需做大量的准备与协调工作，导致测试周期较长，成本较高，而且，对于需要多次重复的疲劳性测试也很难实现。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种车载雷达集成测试系统及方法，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种车载雷达集成测试系统及方法，将虚拟交通场景的目标参数传输给雷达模拟器，实时动态还原目标信息，可以实现雷达性能测试多样化。
为了实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种车载雷达集成测试方法，包括如下步骤：
构建虚拟交通场景，所述虚拟交通场景中至少包括待测车辆、虚拟雷达和目标物；
获取待测车辆的动力学参数；
虚拟雷达实时探测虚拟交通场景信息，感知得到目标物信息，所述目标物信息至少包括雷达坐标系下的距离信息、角度信息、RCS信息；
将所述目标物信息分析处理，得到至少3个目标物参数，并发送给雷达模拟器，所述目标物参数包括距离参数、角度参数和RCS参数；
雷达模拟器接收到所述目标物参数和被测雷达发射的信号波后，执行目标物的实时模拟，同时发出模拟目标物的回波信号；
被测雷达接收到上述回波信号，将回波信号与目标物参数进行一一对比。
作为优选，所述目标物包括行人、机动车和非机动车。
作为优选，所述虚拟交通场景中还包括交通元素、道路元素和天气元素。
作为优选，所述动力学参数包括驱动信息、制动信息和转向信息，主要是为待测车辆实时提供驾驶员意图，实现待测车辆运动和车姿模拟。
作为优选，所述目标物信息分析处理包括：将雷达坐标系下的各个目标物信息统一整理到大地坐标下，并对不同虚拟雷达感知到的同一个目标物信息进行去重处理，最终输出不重复的目标物参数。
作为优选，所述目标物信息还包括雷达坐标系下的速度信息；所述目标物参数还包括大地坐标系下的速度参数。
作为优选，所述雷达模拟器接收到所述目标物参数和被测雷达发射的信号波后，执行目标物的实时模拟，同时发出模拟目标物的回波信号包括：雷达模拟器实时接收目标物参数，被测雷达向雷达模拟器发射信号波，雷达模拟器根据接收到的目标物参数和被测雷达的信号波，实时模拟目标物，同时把模拟目标物的回波信号发送给被测雷达，完成被测雷达的测试。将被测雷达接收到的回波信号与HIL台架输出的目标物参数进行一一对比，即可实现被测雷达目标识别能力和探测精度的测试。
一种车载雷达集成测试系统，包括HIL台架、雷达模拟器和被测雷达，所述HIL台架向雷达模拟器输出目标物参数，雷达模拟器实时模拟目标物，通过雷达模拟器完成被测雷达的测试，所述目标物参数至少包括距离参数、角度参数和RCS参数。
作为优选，所述雷达模拟器包括射频发射前端、矢量信号收发器、可变延迟发生器，所述射频发射前端先接收到HIL台架发送的目标物参数和被测雷达发射的信号波，所述信号波经矢量信号收发器和可变延迟发生器进行延时，频移和增益控制，产生相应的回波信号，以此完成目标物不同的距离、速度、角度和RCS 的模拟。
作为优选，所述目标物参数还包括速度参数。
本发明所述的车载雷达集成测试系统及方法，将虚拟交通场景的目标参数传输给雷达模拟器，实时动态还原目标信息，可以实现雷达性能测试多样化。测试时，通过构建虚拟交通场景，可自定义多种测试场景，且可以保证测试环境的一致性，工况可重复利用；逼真的虚拟交通场景，可以有效提高信息源精度及可靠性。通过HIL台架和雷达模拟器的集成，可以快速有效地获取数据源，而非单一控制变量测试某个目标参数。
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的车载雷达集成测试系统架构图；
图2为本实施例的车载雷达集成测试方法流程图。
具体实施方式
为了便于理解，下面结合具体应用场景对本申请实施例提供的车载雷达集成测试系统及方法进行简单介绍，参见图1所示的车载雷达集成测试系统场景架构图。
所述车载雷达集成测试系统包括HIL台架100、雷达模拟器200和被测雷达300，所述HIL台架100为硬件在环测试台架（Hardware in the Loop, HIL），安装有仿真软件（如PreScan软件），可以实时运行仿真机中的物理仿真模型来模拟受控对象的运行状态。HIL台架100用于向雷达模拟器200输出目标物参数，使雷达模拟器200可以实时模拟目标物。
所述雷达模拟器（Radar Target Simulator，RTS）200，根据接收到的目标物参数和被测雷达300发射的信号波，完成目标物的模拟。
雷达模拟器200主要包括射频发射前端、矢量信号收发器（VST）、可变延迟发生器（VDG）。其中，所述射频发射前端先接收到HIL台架100发送的目标物参数和被测雷达300发射的信号波，所述信号波经矢量信号收发器（VST）和可变延迟发生器（VDG）进行延时，频移和增益控制，产生相应的回波信号，以此完成目标物不同的距离、速度、角度和RCS 的模拟。雷达模拟器200工作过程中，射频发射前端会根据目标物参数和信号波进行实时运动，一般可通过滑轨、机械臂等辅助工具完成射频发射前端的自由移动。在本实施例中，所述雷达模拟器200主要包括2个射频发射前端，通过2个射频发射前端可以完成2个目标物，4个角度的检测。
所述被测雷达300一般安装在雷达支架上，可通过雷达控制台旋转和移动，实现测试角度、位置等调整。本申请中所述的被测雷达300不一定是整个雷达，也可能是需要测试的雷达模组。
下面结合附图2对车载雷达集成测试方法进行介绍，包括如下步骤：
S101、构建虚拟交通场景。
虚拟交通场景通过HIL台架100的PreScan软件进行搭建，场景中至少包括待测车辆，虚拟雷达和目标物等元素，所述目标物包括行人、机动车和非机动车等，复杂的虚拟场景还会包括交通元素（交通灯和交通标志牌）、道路（道路等级、道路类型、路面条件、车道数、对向车道隔离物、建筑物、花草树木和路灯等）和天气（晴天、雨、雪和雾）等信息。虚拟雷达安装在待测车辆上，可以是一个也可以是多个，虚拟雷达参数与实际被测雷达300参数一样，这样可以保证测试数据的可比性。通过HIL台架100构建的虚拟交通场景，可以重复利用，再次测试时，可以保证2次测试环境完全一致，而且场景构建前期无需大量准备和协调工作，即可快速实现，成本又低。
S102、获取待测车辆的动力学参数。
待测车辆在HIL台架100的PreScan软件中构建好后，需要向待测车辆动力学模型中输入动力学参数，待测车辆动力学模型的作用是实时模拟真实车辆在场景中的状态，所使用的建模参数都是真实车辆的整车参数，动力学参数包括驱动信息、制动信息和转向信息，主要是为待测车辆实时提供驾驶员意图，实现待测车辆运动和车姿模拟。
S103、实时探测虚拟交通场景信息，感知得到目标物信息。
虚拟交通场景中的待测车辆在行驶过程中，虚拟雷达会实时探测周围环境，感知目标物信息。所述目标物信息包括雷达坐标系下的距离信息、速度信息、角度信息、RCS信息等，如果是静止目标物，则所述目标物信息包括雷达坐标系的距离信息、角度信息、RCS信息。所述虚拟雷达可以包括虚拟的长距离雷达、短距离雷达、左侧雷达、右侧雷达和备用雷达等，所述长距离雷达、短距离雷达用于模拟AEB雷达系统，左侧雷达、右侧雷达和备用雷达用于模拟BSD雷达系统。
S104、将所述目标物信息分析处理，得到至少3个目标物参数，并发送给雷达模拟器200，所述目标物参数包括距离参数、角度参数和RCS参数。
虚拟雷达感知到的目标物信息是在雷达坐标系下的，需要将这些目标物信息统一转换到大地坐标下。如果有2个虚拟雷达同时检测到同一个目标物信息，需要进行整合去重处理，只需输出其中一个即可。目标物信息整合去重主要用于将左、右两侧雷达目标物信息转换至大地坐标系下的参数进行整合，例如：两侧雷达在检测过程中存在扫描角度重合，在这个重合区域内同一目标物会被两侧雷达都检测到，所以在该目标物信息转换至大地坐标系下会存在两个值（两个值是一样的），为此规定只需输出左侧雷达转换至大地坐标系下的参数即可。HIL台架100通过CAN总线将距离、角度、速度和RCS这些目标物参数实时发送给雷达模拟器200。
S105、雷达模拟器200接收到所述目标物参数和被测雷达发射的信号波后，执行目标物的实时模拟，同时发出模拟目标物的回波信号。
雷达模拟器200会实时接收HIL台架100输出的目标物参数，被测雷达300也会向雷达模拟器200发射信号波，雷达模拟器200根据接收到的目标物参数和被测雷达300的信号波，在滑轨上实时运动（如根据从HIL台架100那里通信获得的目标物角度参数，由运动控制卡控制电机在滑轨上移动到相应角度，以实现目标物角度参数的模拟）,雷达模拟器200用于实时模拟目标物，同时把模拟目标物的回波信号发送给被测雷达300，完成被测雷达300的测试。
S106、被测雷达300接收到上述回波信号，将回波信号与目标物参数进行一一对比。
将被测雷达接收到的回波信号与HIL台架输出的目标物参数进行一一对比，即可实现被测雷达目标识别能力和探测精度的测试。
本申请所述的车载雷达集成测试系统及方法，通过HIL台架100和雷达模拟器200的集成，可以快速有效地获取数据源，而非单一控制变量测试某个目标参数。测试时，HIL台架100将虚拟交通场景的目标参数通过CAN总线传输给雷达模拟器，实时动态还原目标信息，可以实现雷达性能测试多样化。通过构建虚拟交通场景，可自定义多种测试场景，且可以保证测试环境的一致性，工况可重复利用；逼真的虚拟交通场景可以输出准确的目标参数，进而可以有效提高信息源精度及可靠性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其他实施例。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
Claims (10)
1.一种车载雷达集成测试方法，其特征在于包括如下步骤：
构建虚拟交通场景，所述虚拟交通场景中至少包括待测车辆、虚拟雷达和目标物；
获取待测车辆的动力学参数；
虚拟雷达实时探测虚拟交通场景信息，感知得到目标物信息，所述目标物信息至少包括雷达坐标系下的距离信息、角度信息、RCS信息；
将所述目标物信息分析处理，得到至少3个目标物参数，并发送给雷达模拟器，所述目标物参数包括距离参数、角度参数和RCS参数；
雷达模拟器接收到所述目标物参数和被测雷达发射的信号波后，执行目标物的实时模拟，同时发出模拟目标物的回波信号；
被测雷达接收到上述回波信号，将回波信号与目标物参数进行一一对比。
2.如权利要求1所述的一种车载雷达集成测试方法，其特征在于：所述目标物包括行人、机动车和非机动车。
3.如权利要求1或2所述的一种车载雷达集成测试方法，其特征在于：所述虚拟交通场景中还包括交通元素、道路元素和天气元素。
4.如权利要求1所述的一种车载雷达集成测试方法，其特征在于：所述动力学参数包括驱动信息、制动信息和转向信息。
5.如权利要求1所述的一种车载雷达集成测试方法，其特征在于：所述目标物信息分析处理包括：将雷达坐标系下的各个目标物信息统一整理到大地坐标下，并对不同虚拟雷达感知到的同一个目标物信息进行去重处理，最终输出不重复的目标物参数。
6.如权利要求1所述的一种车载雷达集成测试方法，其特征在于：所述目标物信息还包括雷达坐标系下的速度信息；所述目标物参数还包括大地坐标系下的速度参数。
7.如权利要求1所述的一种车载雷达集成测试方法，其特征在于：所述雷达模拟器接收到所述目标物参数和被测雷达发射的信号波后，执行目标物的实时模拟，同时发出模拟目标物的回波信号包括：雷达模拟器实时接收目标物参数，被测雷达向雷达模拟器发射信号波，雷达模拟器根据接收到的目标物参数和被测雷达的信号波，实时模拟目标物，同时把模拟目标物的回波信号发送给被测雷达，完成被测雷达的测试。
8.一种车载雷达集成测试系统，其特征在于：包括HIL台架、雷达模拟器和被测雷达，所述HIL台架向雷达模拟器输出目标物参数，雷达模拟器实时模拟目标物，通过雷达模拟器完成被测雷达的测试，所述目标物参数至少包括距离参数、角度参数和RCS参数。
9.如权利要求8所述的一种车载雷达集成测试系统，其特征在于：所述雷达模拟器包括射频发射前端、矢量信号收发器、可变延迟发生器，所述射频发射前端先接收到HIL台架发送的目标物参数和被测雷达发射的信号波，所述信号波经矢量信号收发器和可变延迟发生器进行延时，频移和增益控制，产生相应的回波信号，以此完成目标物不同的距离、速度、角度和RCS 的模拟。
10.如权利要求8所述的一种车载雷达集成测试系统，其特征在于：所述目标物参数还包括速度参数。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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