FR3071346A1 - SYSTEM FOR SIMULATING A SCENARIO INVOLVING A SIDE MOTION OF A TARGET AND ASSOCIATED METHOD - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un système (1) de simulation d'un scenario impliquant la vitesse d'un véhicule (2) et un déplacement latéral d'une cible (3) par rapport au sens de marche dudit véhicule (2), ledit déplacement étant caractérisé par une vitesse et une distance de départ relativement au véhicule (2). La principale caractéristique d'un système selon l'invention est qu'il comprend un radar principal (6) embarqué dans le véhicule et au moins deux antennes (7) régulièrement disposées autour d'un arc de cercle (9) ayant pour centre ledit radar (6), les antennes (7) étant activées de proche en proche au moyen d'un simulateur (8) de cible radar pour représenter le déplacement latéral de la cible (3), chaque antenne (7) étant utilisée individuellement pendant un temps donné.The invention relates to a system (1) for simulating a scenario involving the speed of a vehicle (2) and a lateral displacement of a target (3) with respect to the direction of travel of said vehicle (2), said movement being characterized by a speed and a starting distance relative to the vehicle (2). The main characteristic of a system according to the invention is that it comprises a main radar (6) embedded in the vehicle and at least two antennas (7) regularly arranged around an arc (9) having said center radar (6), the antennas (7) being activated step by step by means of a radar target simulator (8) to represent the lateral displacement of the target (3), each antenna (7) being used individually during a given time.
Description
SYSTEME DE SIMULATION D'UN SCENARIO IMPLIQUANT UN DEPLACEMENT LATERAL D'UNE CIBLE ET PROCEDE ASSOCIESCENARIO SIMULATION SYSTEM INVOLVING LATERAL MOVEMENT OF A TARGET AND ASSOCIATED METHOD
L'invention se rapporte à un système de simulation d'un scénario impliquant un déplacement latéral d'une cible, et au procédé associé. A titre d'exemple, la cible peut représenter un piéton, un cycliste ou un autre véhicule motorisé. Un déplacement latéral est supposé être un déplacement perpendiculaire au sens de marche du véhicule.The invention relates to a system for simulating a scenario involving a lateral displacement of a target, and to the associated method. For example, the target can represent a pedestrian, a cyclist or another motorized vehicle. A lateral movement is assumed to be a movement perpendicular to the direction of travel of the vehicle.
Pour la suite de la description les expressions « sens de marche » et « sens de progression » sont équivalentes.For the remainder of the description, the expressions “direction of travel” and “direction of progression” are equivalent.
Dans le cadre de développement des systèmes ADAS (de l'anglais Advanced Driving Assistance System) qui hébergent des capteurs radar, il est jugé souhaitable de mettre en place dans des laboratoires de test (chambre CEM = compatibilité électromagnétique & laboratoires de validations fonctionnelles) une solution permettant de simuler le déplacement latéral d'une cible. A ce jour, les simulateurs de cible traitent les paramètres longitudinaux d'une cible tels que la distance, la surface équivalente, ou encore le doppler, qui permet de voir si la cible s'éloigne ou se rapproche du capteur radar du véhicule. Pour satisfaire la bonne estimation de ces paramètres, une seule antenne fixe suffit pour simuler la cible. Une antenne fixe permet donc de simuler seulement une variation de distance et de vitesse d'une cible sur un axe radar-cible qui est invariable. Or, si l'on souhaite simuler un déplacement latéral, la variation angulaire de la cible doit être simulée avec plusieurs antennes disposées autour du radar, dans les mêmes directions que celles qui doivent être simulées. Pour cette raison, une antenne unique fixe, ne suffit pas à simuler un déplacement latéral. Ainsi, si l'on cherche à détecter l'angle de la cible, le radar automobile utilise le balayage électronique basé sur l'excitation de différentes antennes, afin de définir la direction de propagation d'onde. Actuellement, il n'existe aucune solution fiable et pertinente en réponse à cette dernière problématique de simulation d'un déplacement latéral d'une cible. Il pourrait être envisagé une solution mécanique par translation d'une antenne le long d'un axe, mais cela entraînerait des échos non souhaités qui perturberaient le signal reçu par le radar, et par conséquent fausseraient les résultats des tests. Il faut donc s'affranchir de tout objet qui entraînerait des perturbations.As part of the development of ADAS (Advanced Driving Assistance System) systems which house radar sensors, it is considered desirable to set up in test laboratories (EMC chamber = electromagnetic compatibility & functional validation laboratories) solution to simulate the lateral displacement of a target. To date, the target simulators process the longitudinal parameters of a target such as the distance, the equivalent surface, or even the Doppler, which makes it possible to see if the target moves away or approaches the radar sensor of the vehicle. To satisfy the correct estimation of these parameters, a single fixed antenna is sufficient to simulate the target. A fixed antenna therefore makes it possible to simulate only a variation in distance and speed of a target on a radar-target axis which is invariable. However, if one wishes to simulate a lateral displacement, the angular variation of the target must be simulated with several antennas arranged around the radar, in the same directions as those which must be simulated. For this reason, a single fixed antenna is not sufficient to simulate lateral movement. Thus, if one seeks to detect the angle of the target, the automotive radar uses electronic scanning based on the excitation of different antennas, in order to define the direction of wave propagation. Currently, there is no reliable and relevant solution in response to this last problem of simulating a lateral displacement of a target. A mechanical solution could be envisaged by translating an antenna along an axis, but this would cause unwanted echoes which would disturb the signal received by the radar, and therefore distort the test results. It is therefore necessary to get rid of any object which would cause disturbances.
Certains procédés de simulation d'un déplacement latéral d'une cible sont cependant connus. Par exemple, le document CN 102564719 se rapporte à un procédé de test par simulation, d'un déplacement latéral pour la mise au point de systèmes anticollisions. Ledit procédé est purement mécanique, car il met en œuvre une translation d'un véhicule test, et n'utilise pas de système RTS (de l'anglais Radar Target Simulator) /antennes, car la cible est ici physique). Or, un inconvénient de ce type de procédé est qu'il ne permet pas de simuler un grand nombre de scénarios réalistes (la SER, qui représente la surface équivalente radar, ne peut pas être paramétrée) et qu'il n'est pas adapté rigoureusement à la simulation d'un déplacement latéral d'une cible.Certain methods of simulating a lateral displacement of a target are however known. For example, document CN 102564719 relates to a method of testing by simulation, of a lateral displacement for the development of anti-collision systems. Said method is purely mechanical, because it implements a translation of a test vehicle, and does not use an RTS system (from the English Radar Target Simulator) / antennas, because the target here is physical). However, a drawback of this type of process is that it does not allow a large number of realistic scenarios to be simulated (the SER, which represents the radar equivalent surface, cannot be configured) and that it is not suitable strictly to the simulation of a lateral displacement of a target.
Un système selon l'invention permet de simuler de façon sûre et fiable, une multiplicité de scénarios impliquant un déplacement latéral d'une cible, tout en s'affranchissant des inconvénients relevés dans l'état de la technique.A system according to the invention makes it possible to simulate in a safe and reliable manner, a multiplicity of scenarios involving a lateral displacement of a target, while overcoming the drawbacks noted in the state of the art.
L'invention a pour objet un système de simulation d'un scénario impliquant la vitesse d'un véhicule et un déplacement latéral d'une cible par rapport au sens de marche dudit véhicule, ledit déplacement étant caractérisé par une vitesse et une distance de départ de la cible relativement au véhicule.The subject of the invention is a system for simulating a scenario involving the speed of a vehicle and a lateral displacement of a target relative to the direction of travel of said vehicle, said displacement being characterized by a speed and a starting distance. of the target relative to the vehicle.
La principale caractéristique d'un système selon l'invention est qu'il comprend un radar principal supposé être embarqué dans le véhicule et au moins deux antennes régulièrement disposées autour d'un arc de cercle ayant pour centre ledit radar, lesdites antennes étant activées de proche en proche au moyen d'un simulateur de cible radar pour représenter le déplacement latéral de la cible, chaque antenne étant utilisée individuellement pendant un temps donné. De cette manière, les antennes sont placées de façon équidistante par rapport au radar principal, et permettent de simuler un scénario impliquant un véhicule roulant droit devant lui à une vitesse donnée, et une cible se déplaçant latéralement à une vitesse donnée, c'est-à-dire perpendiculairement à la direction de progression dudit véhicule. On notera que la vitesse précitée du véhicule peut être fixe ou variable, et la vitesse précitée de la cible peut être fixe ou variable. Pour être complet, un tel scénario implique également une distance initiale entre la cible et le véhicule. Le radar principal étant supposé être embarqué dans le véhicule, par exemple sous un bouclier avant ou sous un rétroviseur central, il matérialise donc ledit véhicule. Le principe d'un tel système est que le radar émet des ondes électromagnétiques et que le simulateur de cible radar, active les antennes de proche en proche, afin que celles-ci puissent réfléchir l'onde électromagnétique à tour de rôle afin de simuler le déplacement latéral de la cible. Chaque antenne est activée individuellement pendant un temps donné, deux antennes adjacentes n'étant jamais activées simultanément. Les signaux réfléchis par les antennes et récupérés au niveau du radar, permettent de simuler le déplacement latéral de la cible. La première antenne à être activée est celle se trouvant à une extrémité de l'arc de cercle, puis c'est au tour de l'antenne voisine, et ainsi de suite, jusqu'à atteindre la dernière antenne se trouvant à l'autre extrémité de l'arc de cercle. Un système selon l'invention est construit autour du radar central, pour lequel on définit une direction principale qui est supposée matérialiser la direction de progression du véhicule. On définit alors un arc de cercle qui est centré sur le radar et qui croise ladite direction principale de façon symétrique. De façon avantageuse, la distance de séparation entre deux antennes successives est constante. Des antennes adaptées à un tel système de simulation pourraient par exemple être constituées par des antennes mono-statiques, c'est-à-dire des antennes assurant à la fois l'émission et la réception des ondes électromagnétiques. La cible peut par exemple représenter un piéton, un cycliste ou un autre véhicule. La position d'une cible qui se fige (le piéton qui s'arrête par exemple) pourrait être réalisée à l'aide d'une position d'antenne correspondante et avec un temps d'activation associé au temps d'arrêt du piéton.The main characteristic of a system according to the invention is that it comprises a main radar supposed to be on board the vehicle and at least two antennas regularly arranged around a circular arc having for center said radar, said antennas being activated by step by step using a radar target simulator to represent the lateral displacement of the target, each antenna being used individually for a given time. In this way, the antennas are placed equidistant from the main radar, and allow to simulate a scenario involving a vehicle rolling straight ahead at a given speed, and a target moving laterally at a given speed, ie perpendicular to the direction of progression of said vehicle. Note that the above speed of the vehicle can be fixed or variable, and the above speed of the target can be fixed or variable. To be complete, such a scenario also implies an initial distance between the target and the vehicle. The main speed camera being assumed to be on board the vehicle, for example under a front bumper or under a central rear view mirror, it therefore materializes said vehicle. The principle of such a system is that the radar emits electromagnetic waves and that the radar target simulator activates the antennas step by step, so that they can reflect the electromagnetic wave in turn in order to simulate the lateral displacement of the target. Each antenna is activated individually for a given time, two adjacent antennas never being activated simultaneously. The signals reflected by the antennas and recovered at the level of the radar, make it possible to simulate the lateral displacement of the target. The first antenna to be activated is the one located at one end of the circular arc, then it is the turn of the neighboring antenna, and so on, until reaching the last antenna located at the other end of the arc of a circle. A system according to the invention is built around the central radar, for which a main direction is defined which is supposed to materialize the direction of progression of the vehicle. We then define an arc which is centered on the radar and which crosses said main direction symmetrically. Advantageously, the separation distance between two successive antennas is constant. Antennas adapted to such a simulation system could for example be constituted by mono-static antennas, that is to say antennas ensuring both the emission and the reception of electromagnetic waves. The target can for example represent a pedestrian, a cyclist or another vehicle. The position of a target that freezes (the pedestrian who stops for example) could be achieved using a corresponding antenna position and with an activation time associated with the pedestrian's stop time.
Avantageusement, le radar est placé sur un axe censé représenter un axe longitudinal et central du véhicule, chaque antenne étant repérée par un angle Θ entre la droite passant par le radar et ladite antenne, et ledit axe longitudinal et central du véhicule. Plus précisément, la position de chaque antenne est repérée par l'angle que fait la droite passant par le radar principal et ladite antenne, et la droite qui est parallèle à un axe longitudinal du véhicule et passant par le radar principal. L'axe longitudinal et central du véhicule matérialise le sens d'avancée du véhicule.Advantageously, the radar is placed on an axis supposed to represent a longitudinal and central axis of the vehicle, each antenna being identified by an angle Θ between the straight line passing through the radar and said antenna, and said longitudinal and central axis of the vehicle. More precisely, the position of each antenna is identified by the angle made by the line passing through the main radar and said antenna, and the line which is parallel to a longitudinal axis of the vehicle and passing through the main radar. The longitudinal and central axis of the vehicle materializes the direction of advance of the vehicle.
De façon préférentielle, la longueur de l'arc de cercle est inférieure à un demi-cercle de façon à tenir compte de l'amplitude angulaire sur laquelle le radar est efficace, la première antenne activée étant celle présentant l'angle Θ le plus élevé d'un côté, les antennes étant ensuite activées de proche en proche jusqu'à celle présentant l'angle Θ le plus élevé de l'autre côté. Les termes « d'un côté » et « de l'autre côté » sont à interpréter par rapport à l'axe matérialisant l'axe longitudinal et central du véhicule.Preferably, the length of the arc of a circle is less than a semicircle so as to take account of the angular amplitude on which the radar is effective, the first activated antenna being that having the highest angle Θ on one side, the antennas then being activated step by step until the one with the highest angle Θ on the other side. The terms "on one side" and "on the other side" are to be interpreted in relation to the axis embodying the longitudinal and central axis of the vehicle.
Préférentiellement, chaque antenne est placée sur un support mécanique comprenant un matériau apte à absorber l'onde électromagnétique émise par le radar. Afin que la simulation soit la plus juste possible, il est important d'empêcher la formation d'ondes parasites, comme par exemple celles qui pourraient être réfléchies sur des supports ou autres matériels présents lors du test.Preferably, each antenna is placed on a mechanical support comprising a material capable of absorbing the electromagnetic wave emitted by the radar. In order to make the simulation as fair as possible, it is important to prevent the formation of spurious waves, such as those that could be reflected on supports or other materials present during the test.
De façon avantageuse, le matériau est du polypropylène.Advantageously, the material is polypropylene.
Avantageusement, toutes les antennes sont situées à la même altitude, la différence d'altitude entre chaque antenne et le radar devant être inférieure à une valeur seuil. Il faut ainsi éviter qu'une différence d'altitude trop importante entre le radar et les antennes, biaise les différents signaux émis, réfléchis et récupérés par le radar.Advantageously, all the antennas are situated at the same altitude, the difference in altitude between each antenna and the radar having to be less than a threshold value. It is thus necessary to prevent an excessively large difference in altitude between the radar and the antennas from biasing the various signals transmitted, reflected and recovered by the radar.
Selon un mode de réalisation possible de l'invention, chaque antenne est constituée par un couple d'antenne émettrice/réceptrice, l'antenne émettrice et l'antenne réceptrice d'un même couple étant placées au même angle vu du radar.According to a possible embodiment of the invention, each antenna is constituted by a pair of transmitting / receiving antenna, the transmitting antenna and the receiving antenna of the same pair being placed at the same angle seen from the radar.
De façon préférentielle, la distance séparant l'antenne émettrice et l'antenne réceptrice d'un même couple est supérieure ou égale à 10 cm.Preferably, the distance separating the transmitting antenna and the receiving antenna of the same pair is greater than or equal to 10 cm.
Préférentiellement, la distance séparant chaque antenne et le radar est comprise entre 0.5m et 2m.Preferably, the distance separating each antenna and the radar is between 0.5m and 2m.
L'invention a pour autre objet un procédé de simulation d'un scénario impliquant la vitesse d'un véhicule et un déplacement latéral d'une cible par rapport au sens de marche dudit véhicule au moyen d'un système selon l'invention.Another subject of the invention is a method of simulating a scenario involving the speed of a vehicle and a lateral displacement of a target relative to the direction of travel of said vehicle by means of a system according to the invention.
La principale caractéristique d'un procédé selon l'invention est qu'il comprend les étapes suivantes,The main characteristic of a method according to the invention is that it comprises the following steps,
- une étape d'élaboration d'un scénario, en fixant une vitesse du véhicule, une vitesse de la cible, une distance et un angle qui définissent la position de départ de la cible par rapport au radar,- a stage of developing a scenario, by setting a vehicle speed, a target speed, a distance and an angle which define the target's starting position relative to the radar,
- une étape de traçage de la dynamique de l'angle Θ en fonction du temps,- a step of tracing the dynamics of the angle Θ as a function of time,
- une étape de détermination de la valeur de l'angle entre deux antennes successives, en fonction du nombre N d'antennes, ladite valeur étant calculée par la formule suivante :a step of determining the value of the angle between two successive antennas, as a function of the number N of antennas, said value being calculated by the following formula:
em<&radar-estart step n -1em <& radar-e start step n -1
- une étape de détermination de la position de chaque antenne à partir de la valeur angulaire déterminée à l'étape précédente,a step of determining the position of each antenna from the angular value determined in the previous step,
- une étape de détermination du temps d'activation de chaque antenne à partir de la formule / n + f) ^antenne j antenne y+1- a step of determining the activation time of each antenna from the formula / n + f) ^ antenna j antenna y + 1
- une étape de positionnement de chaque antenne sur un arc de cercle centré sur le radar, de sorte que lesdites antennes soient équidistantes dudit radar.a step of positioning each antenna on an arc centered on the radar, so that said antennas are equidistant from said radar.
Un système selon l'invention présente l'avantage de pouvoir simuler de façon sûre et fiable, un scénario mettant en œuvre un véhicule et un déplacement latéral d'une cible pouvant par exemple être un piéton ou un autre véhicule, et ce dans un espace restreint de type chambre anéchoïque. Il a de plus l'avantage d'être souple d'utilisation en permettant de simuler un grand éventail de scénarios impliquant un véhicule et une cible se déplaçant latéralement par rapport audit véhicule.A system according to the invention has the advantage of being able to simulate in a safe and reliable manner, a scenario implementing a vehicle and a lateral displacement of a target which can for example be a pedestrian or another vehicle, and this in a space restricted anechoic chamber type. It also has the advantage of being flexible in use, making it possible to simulate a wide range of scenarios involving a vehicle and a target moving laterally relative to said vehicle.
On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un système selon l'invention, en se référant aux figures suivantes :A detailed description is given below of a preferred embodiment of a system according to the invention, with reference to the following figures:
- La figure 1 est une vue schématique d'un véhicule et de plusieurs antennes illustrant un système de simulation selon l'invention,FIG. 1 is a schematic view of a vehicle and of several antennas illustrating a simulation system according to the invention,
- La figure 2 est une vue schématique d'un véhicule, d'un cycliste et d'un piéton illustrant un scénario susceptible d'être simulé par un système selon l'invention,FIG. 2 is a schematic view of a vehicle, a cyclist and a pedestrian illustrating a scenario capable of being simulated by a system according to the invention,
- La figure 3 est une vue schématique du dessus d'un système de simulation selon l'invention,FIG. 3 is a schematic view from above of a simulation system according to the invention,
- La figure 4 est un diagramme illustrant un exemple de la dynamique de l'angle Θ avec le temps, l'angle Θ représentant l'angle que fait la droite passant par le radar et la cible, et la droite passant par ledit radar et qui est parallèle à un axe longitudinal du véhicule,FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the dynamics of the angle Θ with time, the angle Θ representing the angle made by the line passing through the radar and the target, and the line passing by said radar and which is parallel to a longitudinal axis of the vehicle,
- La figure 5 est une vue schématique d'un radar et d'une cible sous la forme d'un piéton, et de différents paramètres décrivant l'interaction entre ledit radar et ledit piéton,FIG. 5 is a schematic view of a radar and a target in the form of a pedestrian, and of various parameters describing the interaction between said radar and said pedestrian,
- La figure 6 est une vue schématique d'un radar et d'une antenne et de différents paramètres décrivant l'interaction entre ledit radar et ladite antenne.- Figure 6 is a schematic view of a radar and an antenna and various parameters describing the interaction between said radar and said antenna.
En se référant à la figure 2, un système 1 de simulation selon l'invention permet de simuler un scénario impliquant un véhicule 2 en phase de roulage et une cible 3 se déplaçant latéralement par rapport audit véhicule 2, ladite cible pouvant par exemple être un piéton 4, un cycliste 5 ou un autre véhicule. Autrement dit, un tel scénario implique un véhicule 2 se déplaçant de façon rectiligne à une vitesse donnée (fixe ou variable), et une cible 3 se déplaçant à une vitesse donnée (fixe ou variable), perpendiculairement au sens de progression dudit véhicule. Un paramètre, dont il faut tenir compte dans ce type de scénario, est la distance initiale entre le véhicule 2 et la cibleReferring to FIG. 2, a simulation system 1 according to the invention makes it possible to simulate a scenario involving a vehicle 2 in the rolling phase and a target 3 moving laterally with respect to said vehicle 2, said target possibly for example being a pedestrian 4, a cyclist 5 or another vehicle. In other words, such a scenario involves a vehicle 2 moving rectilinearly at a given speed (fixed or variable), and a target 3 moving at a given speed (fixed or variable), perpendicular to the direction of progression of said vehicle. One parameter, which must be taken into account in this type of scenario, is the initial distance between vehicle 2 and the target
3. L'objectif d'une telle simulation est de pouvoir évaluer les risques de collision entre le véhicule 2 et la cible 3, afin de permettre à un calculateur embarqué dans ledit véhicule et recevant une information sur l'occurrence d'une telle collision, soit d'avertir le conducteur par un signal visible et/ou audible, soit d'actionner des commandes, comme par exemple un freinage, permettant au véhicule d'éviter cette collision.3. The objective of such a simulation is to be able to assess the risks of collision between vehicle 2 and target 3, in order to allow a computer on board said vehicle and receiving information on the occurrence of such a collision. , either to warn the driver with a visible and / or audible signal, or to activate commands, such as for example braking, allowing the vehicle to avoid this collision.
Un système de simulation selon l'invention est conçu pour être utilisé dans des laboratoires de test, comme par exemple une chambre CEM (Compatibilité Electro-Magnétique) ou des laboratoires de validations fonctionnelles.A simulation system according to the invention is designed to be used in test laboratories, such as for example an EMC (Electro-Magnetic Compatibility) chamber or functional validation laboratories.
En se référant aux figures 1 et 3, un système de simulation 1 selon l'invention, comprend un radar principal 6, une pluralité d'antennes 7 et un simulateur 8 de cible radar. Ce simulateur 8 permet d'activer chaque antenne 7 en pilotant à la demande un interrupteur 15 associé à chaque antenne 7. Le radar 6 est supposé être embarqué dans le véhicule dans une position centrale, par exemple sous un bouclier avant ou sous un rétroviseur central. On place donc le radar 6 à un emplacement donné, et on définit arbitrairement un axe 10 qui sera supposé matérialiser la direction de progression du véhicule, ledit axe 10 passant par le centre dudit radar 6. Autrement dit, cet axe 10 de progression du véhicule serait confondu avec un axe longitudinal et central du véhicule 2. Les antennes 7 sont préférentiellement constituées par des antennes mono-statiques, assurant à la fois l'émission et la réception des ondes électromagnétiques. Ces antennes 7 sont réparties le long d'un arc de cercle 9 centré sur le radar principal 6, et disposé de façon symétrique par rapport à l'axe 10 matérialisant le sens de progression du véhicule et passant par le radar 6. La longueur de l'arc de cercle est inférieure à un demi-cercle, pour tenir compte de l'angle utile du radar 6. Les antennes 7 sont donc disposées de façon équidistante par rapport au radar 6, et la distance de séparation le long de l'arc de cercle 9, entre deux antennes successives 7, est constante. Chaque antenne 7 se retrouve ainsi à une distance constante ds du radar 6, cette distance étant avantageusement comprise entre 0.5m et 2m.Referring to Figures 1 and 3, a simulation system 1 according to the invention comprises a main radar 6, a plurality of antennas 7 and a radar target simulator 8. This simulator 8 makes it possible to activate each antenna 7 by controlling on request a switch 15 associated with each antenna 7. The radar 6 is assumed to be on board the vehicle in a central position, for example under a front bumper or under a central rear view mirror . Radar 6 is therefore placed at a given location, and an axis 10 is arbitrarily defined which will be assumed to materialize the direction of progression of the vehicle, said axis 10 passing through the center of said radar 6. In other words, this axis 10 of progression of the vehicle would be confused with a longitudinal and central axis of the vehicle 2. The antennas 7 are preferably constituted by mono-static antennas, ensuring both the emission and the reception of electromagnetic waves. These antennas 7 are distributed along an arc 9 centered on the main radar 6, and arranged symmetrically with respect to the axis 10 materializing the direction of progression of the vehicle and passing through the radar 6. The length of the arc of a circle is less than a semicircle, to take account of the useful angle of the radar 6. The antennas 7 are therefore arranged equidistant from the radar 6, and the separation distance along the arc 9, between two successive antennas 7, is constant. Each antenna 7 is thus found at a constant distance ds from the radar 6, this distance advantageously being between 0.5m and 2m.
Chaque antenne 7 est repérée par un angle Θ, qui est l'angle entre la droite joignant le radar 6 à ladite antenne 7, et l'axe 10 central matérialisant le sens de progression du véhicule 2.Each antenna 7 is identified by an angle Θ, which is the angle between the straight line joining the radar 6 to said antenna 7, and the central axis 10 materializing the direction of progression of the vehicle 2.
Le radar principal 6 émet des ondes électromagnétiques vers les antennes 7 disposées en arc de cercle, et le simulateur 8 de cible radar RTS (de l'anglais Radar Target Simulator) active lesdites antennes 7 de proche en proche, afin de permettre audit radar 6 de récupérer les ondes électromagnétiques réfléchies par chacune desdites antennes 7, afin de simuler un déplacement latéral d'une cible. En d'autres termes, la première antenne 7 activée par le simulateur 8 est celle présentant l'angle Θ le plus élevé d'un côté (par rapport à l'axe 10 de progression du véhicule), puis les antennes sont ensuite activées de proche en proche jusqu'à celle présentant l'angle Θ le plus élevé de l'autre côté (par rapport à l'axe de progression du véhicule). Deux antennes 7 ne sont jamais activées simultanément. L'expression « de proche en proche » signifie qu'une première antenne 7 est d'abord activée sur une période donnée, puis que la deuxième antenne 7 adjacente à ladite première antenne 7 est ensuite activée sur une période donnée, après que ladite première antenne 7 ait été désactivée, puis que la troisième antenne 7 adjacente à ladite deuxième antenne 7 est ensuite activée sur une période donnée, après que ladite deuxième antenne 7 ait été désactivée, etc...The main radar 6 emits electromagnetic waves towards the antennas 7 arranged in an arc of a circle, and the radar target simulator 8 RTS (from the English Radar Target Simulator) activates said antennas 7 step by step, in order to allow said radar 6 recovering the electromagnetic waves reflected by each of said antennas 7, in order to simulate lateral movement of a target. In other words, the first antenna 7 activated by the simulator 8 is the one with the highest angle Θ on one side (relative to the axis 10 of progression of the vehicle), then the antennas are then activated by near by near to the one with the highest angle Θ on the other side (relative to the axis of progression of the vehicle). Two antennas 7 are never activated simultaneously. The expression "gradually" means that a first antenna 7 is first activated over a given period, then the second antenna 7 adjacent to said first antenna 7 is then activated over a given period, after said first antenna 7 has been deactivated, then the third antenna 7 adjacent to said second antenna 7 is then activated over a given period, after said second antenna 7 has been deactivated, etc.
En se référant aux figures 2, 3 et 4, un procédé de simulation d'un scénario impliquant la vitesse d'un véhicule 2 et un déplacement latéral d'une cible 3, 4, 5 par rapport au sens de progression dudit véhicule 2 au moyen d'un système 1 selon l'invention, comprend les étapes suivantes,Referring to Figures 2, 3 and 4, a method of simulating a scenario involving the speed of a vehicle 2 and a lateral displacement of a target 3, 4, 5 relative to the direction of progression of said vehicle 2 to by means of a system 1 according to the invention, comprises the following steps,
- Une étape d'élaboration d'un scénario, en fixant une vitesse du véhicule 2, une vitesse de la cible 3, une distance et un angle définissant la position de départ de la cible 3 par rapport au radar 6 comme l'exemple illustré à la figure 2,- A step of developing a scenario, by setting a speed of the vehicle 2, a speed of the target 3, a distance and an angle defining the starting position of the target 3 relative to the radar 6 as the example illustrated in Figure 2,
- Une étape de traçage de la dynamique de l'angle Θ en fonction du temps comme illustré à l'exemple de la figure 4,- A step of tracing the dynamics of the angle Θ as a function of time as illustrated in the example of FIG. 4,
- Une étape de détermination de la valeur de l'angle entre deux antennes 7 successives, en fonction du nombre N d'antennes 7, ladite valeur étant calculée par la formule suivante :- A step of determining the value of the angle between two successive antennas 7, as a function of the number N of antennas 7, said value being calculated by the following formula:
em^radar-estart step n -1em ^ radar-e start step n -1
Où Omax radar est l'angle utile du radar 6 et Ostartest l'angle à partir duquel le radar commence à détecter un signal,Where Omax radar is the useful angle of radar 6 and O sta rt is the angle from which the radar begins to detect a signal,
- Une étape de détermination de la position de chaque antenne 7 à partir de la valeur angulaire déterminée à l'étape précédente,A step of determining the position of each antenna 7 from the angular value determined in the previous step,
- Une étape de détermination du temps d'activation de chaque antenne à partir de la formule- A step of determining the activation time of each antenna from the formula
C û ! Ω />-1 17 antenne j antenne y+1It! Ω /> - 1 17 antenna j antenna y + 1
- Une étape de positionnement de chaque antenne 7 sur un arc de cercle 9 centré sur le radar 6, de sorte que lesdites antennes 7 soient équidistantes dudit radar 6.A step of positioning each antenna 7 on an arc 9 centered on the radar 6, so that said antennas 7 are equidistant from said radar 6.
Sachant que pour chaque antenne j, le temps d'activation correspondant est égal à tj — tj-i comme illustré à la figure 4, la dernière formule permet d'avoir une transition d'activation d'antenne sur le point milieu de l'évolution de 9(t).Knowing that for each antenna j, the corresponding activation time is equal to tj - tj-i as illustrated in FIG. 4, the last formula makes it possible to have an antenna activation transition at the midpoint of the evolution of 9 (t).
Bien qu'en théorie chacune des antennes couvre une multitude d'angles à simuler, dans la pratique, une antenne couvre un nombre donné d'angles à simuler.Although in theory each of the antennas covers a multitude of angles to be simulated, in practice, an antenna covers a given number of angles to be simulated.
Les paramètres indispensables à la configuration du simulateur 8 de cible sont la distance et l'angle qui définissent la position de la cible 3 par rapport au radar 6 (véhicule). En prenant en considération la figure 3, les paramètres s'écrivent :The parameters essential to the configuration of the target simulator 8 are the distance and the angle which define the position of the target 3 relative to the radar 6 (vehicle). Taking into account Figure 3, the parameters are written:
- 0=tan_1(y/i—yv) / (xh—xv) ;- 0 = tan _1 (y / i — yv) / (xh — xv);
- d=V(xh—xv}2+(yh—yv}2.- d = V (xh — xv} 2 + (yh — yv} 2 .
Où (xh, yh) et (xv, yv) sont les positions respectives de la cible 3, 4, 5 et du véhicule 2 dans un repère géocentrique considéré galiléen.Where (xh, yh) and (xv, yv) are the respective positions of the target 3, 4, 5 and of the vehicle 2 in a geocentric reference considered to be Galilean.
En faisant l'analogie entre le bilan de puissance pour une cible réelle avec une SER (Surface Equivalente Radar) σ qui dépend du type de la cible 3 (véhicule, cycliste 5, piéton 4) et celui pour le simulateur 8 de cible radar, on parvient à passer des équations radar aux équations d'antenne, dites équations de Friis*.By making the analogy between the power budget for a real target with a SER (Radar Equivalent Surface) σ which depends on the type of target 3 (vehicle, cyclist 5, pedestrian 4) and that for the radar target simulator 8, we manage to pass from radar equations to antenna equations, called Friis equations *.
En se référant à l'exemple de la figure 5, pour lequel les antennes 7 sont mono-statiques, le bilan s'écrit :Referring to the example of FIG. 5, for which the antennas 7 are mono-static, the assessment is written:
Pr/Ps= Gr 2.aJ2/(47T)>.cl·' (1)P r / P s = G r 2 .aJ2 / (47T)>. Cl · '(1)
En se référant à l'exemple de la figure 6, pour lequel chaque antenne 7 est formée par un couple d'antenne émettrice et d'antenne réceptrice, le bilan s'écrit :Referring to the example of FIG. 6, for which each antenna 7 is formed by a pair of transmitting antenna and receiving antenna, the assessment is written:
Pr/PS= ((Gr. Gs) 2/Æte77). (Â/4TT.ds)4 (2)Pr / P S = ((G r . G s) 2 / Æte77). (Â / 4TT.d s ) 4 (2)
Où,Or,
- , : Puissances réfléchie/émise ;-,: Powers reflected / emitted;
- , : Distances Radar - cible/antennes ;-,: Radar - target / antenna distances;
- : Surface Equivalente Radar (SER) ;-: Radar Equivalent Surface (SER);
- , : Gain de l'antenne radar/des antennes du RTS ;-,: Gain of the radar antenna / RTS antennas;
- Atten : Atténuation programmable dans le simulateur 8 de cible radar.- Atten: Programmable attenuation in radar target simulator 8.
L'équation de Friis dans sa forme la plus simple s'écrit : Pr=Ps-Gr-Gs-(A/4n-ds')2. En sachant que Ps2= Atten-Pslf il nous vient directement l'équation (2).The Friis equation in its simplest form is written: Pr = Ps-Gr-Gs- (A / 4n-ds') 2 . Knowing that Ps 2 = Atten-Ps lf, equation (2) comes directly to us.
Ainsi, des équations (1) et (2) on déduit la formule de l'atténuation en fonction des différents paramètres du setup et de la scène réelle :Thus, from equations (1) and (2) we deduce the formula of the attenuation according to the different parameters of the setup and the real scene:
Atten= {Gs2-A2/4n-n) -{d/ds)4Atten = {Gs 2 -A 2 / 4n-n) - {d / ds) 4
Les antennes 7 étant situées à équidistance du radar 6, le paramètre ds est connu et on peut donc paramétrer le facteur d'atténuation en fonction de la nature de la cible 3 et de son déplacement.The antennas 7 being located equidistant from the radar 6, the parameter ds is known and it is therefore possible to configure the attenuation factor as a function of the nature of the target 3 and of its displacement.
Le calcul du bilan de puissance permettant le passage d'un scénario réel à un setup de test est une étape primordiale pour la mise en place de cette méthodologie de test.The calculation of the power budget allowing the passage from a real scenario to a test setup is a crucial step for the implementation of this test methodology.
Un support mécanique, absorbant l'onde électromagnétique émise par le radar 6, est nécessaire pour la fixation de chaque antenne 7. Un tel support peut par exemple être réalisé en polypropylène.A mechanical support, absorbing the electromagnetic wave emitted by the radar 6, is necessary for the fixing of each antenna 7. Such a support can for example be made of polypropylene.
La hauteur du support d'antenne 7 doit être adaptée en fonction de la hauteur du radar 6 dans le véhicule. En effet, il ne faut pas que la différence d'altitude entre le radar 6 et les antennes 7 dépasse une valeur seuil au risque de biaiser les signaux réfléchis et récupérés par le radar 6.The height of the antenna support 7 must be adapted as a function of the height of the radar 6 in the vehicle. Indeed, the difference in altitude between the radar 6 and the antennas 7 must not exceed a threshold value at the risk of biasing the signals reflected and recovered by the radar 6.
Dans le cas d'une utilisation d'antennes 7 constituées chacune d'un couple d'antenne émettrice/réceptrice, ledit couple d'antennes doit être placé au même angle vu du radar 6. En pratique, les antennes du couple sont placées l'une au-dessus de l'autre, à une altitude suffisamment minime devant la sensibilité en élévation du radar. La séparation des voies Tx/Rx (dans un tel système bi-statique) permet d'augmenter la sensibilité du simulateur.In the case of the use of antennas 7 each consisting of a pair of transmitting / receiving antenna, said pair of antennas must be placed at the same angle seen from the radar 6. In practice, the antennas of the pair are placed l 'one above the other, at a sufficiently low altitude compared to the elevation sensitivity of the radar. The separation of the Tx / Rx channels (in such a bi-static system) makes it possible to increase the sensitivity of the simulator.
Alternativement, un système mono-statique peut être utilisé. Dans ce cas, une seule antenne émet et reçoit.Alternatively, a mono-static system can be used. In this case, a single antenna transmits and receives.
La distance entre l'antenne réceptrice et l'antenne émettrice doit être de 10cm au minimum afin d'assurer une isolation électromagnétique suffisante.The distance between the receiving antenna and the transmitting antenna must be at least 10cm to ensure sufficient electromagnetic isolation.
L'utilisation de plusieurs antennes 7 ne pose pas de problème d'interférence électromagnétique entre antennes, car chacune est utilisée seule pendant un lapse de temps.The use of several antennas 7 does not pose any problem of electromagnetic interference between antennas, since each is used alone for a lapse of time.
Afin de mieux optimiser la position des antennes, l'angle d'ouverture (de détection) du radar 6 et le type de modulation (détection proche ou lointaine) sont à prendre en compte.To better optimize the position of the antennas, the opening angle (of detection) of radar 6 and the type of modulation (near or far detection) must be taken into account.
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