德國KT汽車毫米波雷達24GHz ,77GHz測試方案

德國konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案,

車載毫米波雷達通過發射無線電信號（毫米波波段的電磁波）并接收反射信號來測定汽車車身周圍的物理環境信息（如汽車與其他物體之間的相對距離、相對速度、角度、運動方向等），然后根據所探知的物體信息進行目標追蹤和識別分類，進而結合車身動態信息進行數據融合，完成合理決策，減少事故發生幾率。德國KT汽車毫米波雷達24GHz ,77GHz測試方案

毫米波雷達的工作頻段為30～300GHz毫米波，毫米波的波長為波長為1～10mm，介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導和光電制導的優點。雷達測量的是反射信號的頻率轉變，并計算其速度變化。雷達可以檢測30-100米遠的物體，的雷達能夠檢測到很遠的物體。

同時，毫米波雷達不受天氣狀況限制，即使是雨雪天都能正常運作，穿透霧、煙、灰塵的能力強。具有全天候、全天時的工作特性，且探測距離遠，探測精度高，被廣泛應用于車載距離探測，如自適應巡航、碰撞預警、盲區探測等。

隨著雷達傳感器的設計復雜性不斷增加，其為運輸業提供多種幫助，一級供應商TIER1繼續創新新技術，以降低成本。隨著對汽車雷達技術和應用的需求不斷增加，為了充分驗證傳感器本身和預期用例的功能性能，它們的測試程序已經從簡單的測試協議發展到復雜的測試協議。基于場景的測試和射頻測量的結合使用可以有效地用于驗證雷達傳感器在其特定應用用例環境或條件下的功能性能。本文將討論雷達測試需求的變化，以及如何使用建立在NI平臺上的Konrad Technologies車載雷達測試系統（KT-VRTS）來解決這些變化。德國KT汽車毫米波雷達24GHz ,77GHz測試方案

中國汽車工程研究院股份有限公司（CAERI）使用Konrad的ADAS自動駕駛測試解決平臺

挑戰：汽車雷達傳感器的快速變化

在過去的五年里，汽車雷達傳感器的設計和性能發生了一些重大變化。

從24GHz到77GHz的工作頻率和高達1GHz的硬件帶寬到支持多模工作、多Chirp模式和不同調制方案（不僅僅是FMCW）的變化，這些變化也對傳感器測試要求和測試方法提出了不同的要求。隨著雷達技術進一步發展成為自動駕駛車輛了解周圍環境的關鍵汽車傳感器，需要新的測試方法來驗證雷達傳感器在其特定應用中的性能，例如自動緊急制動（AEB）或自適應巡航控制（ACC）。

德國konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案,德國KT汽車毫米波雷達24GHz ,77GHz測試方案

德國konrad雷達傳感器目標模擬軟件適用于短程和遠程雷達傳感器，采用了NI VRTS。NI VRTS搭載毫米波前端技術、矢量信號收發器（VST）和NI-5692可變延遲發生器（VDG）。此系統適用于以1GHz實時帶寬測試24GHz/76-81 GHz雷達頻段。

德國konrad ARTS是一個可定制、可配置的雷達測試系統。通過對傳感器模擬多個現實場景，用戶可以驗證后臺傳感器算法，提高雷達測試的真實性。該系統可針對基于射頻測量和對象仿真測試方法進行部署，滿足精確的生產、驗證或HIL測試規格需求。它在一個系統中同時做到雷達測試測量和定制對象場景（包括NCAP場景），實現雷達傳感器功能驗證，造福了生產和驗證測試工程師。

NI業務和技術總監

Jamie Smith表示：

“康萊德科技在NI VRTS的基礎上開發出一個完美適合汽車業客戶的完整雷達測試系統。康萊德車載雷達測試系統（ARTS）為雷達供應商和汽車制造商大幅擴展測試向量和可重復性，讓他們能夠對汽車雷達傳感器擁有的深刻了解。”

實驗室測試ADAS關鍵安全系統

主動安全系統需要進行數百公里的試駕才能滿足所有行業標準。獲取道路數據不僅成本*，而且越來越耗時，還無法保證囊括所有試駕場景。而現在，有了過時的ADAS測試解決方案——康萊德ARTS，用戶在實驗室里就能測試關鍵安全系統。利用這套軟硬件協同工作的測試系統，ADAS技術和控制系統可以采用SIL（軟件環）、HIL（硬件環）或DIL（駕駛員環）的方式進行測試。測試實時進行，支持多種應用場合。這些測試在不同開發階段保持高度一致性。

NI射頻和無線副總裁

Charles Schroeder表示：

“我們很高興能與康萊德技術合作，開發出一個與當前市場上產品截然不同的ADAS驗證和測試方案。該方案結合了NI VRTS和定制軟件，讓工程師能夠實時模擬大量雷達場景，從而更加詳盡地驗證自動駕駛所必需的ADAS關鍵安全技術。”

康萊德科技吸納仿真技術精髓，打造具有時效的靈活測試框架。客戶可以放心地進行數百公里ADAS測試，模擬大量車載雷達測試場景。

隨著汽車制造商朝著實現車輛自動駕駛的目標邁進，汽車正變得越來越*。雖然自動駕駛汽車仍有很長的路要走，但駕駛輔助技術正日益普及，比如自適應巡航控制 (ACC) 與車道居中 (LC) 相結合，可幫助駕駛員保持穩定的速度、與前方車輛保持安全距離并使車輛保持在車道*。為了讓消費者更加實際地深入了解市面上當前系統的功能，Euro NCAP 開展了一系列的試驗，在試驗跑道環境下模擬各種交通場景，以此來評估它們的性能。

作為汽車ADAS系統的重要傳感器，77GHz毫米波雷達是否會替代24GHz成為主流？集成度更高、價格更有優勢的COMS制程毫米波雷達何時才能普及？

在汽車所需毫米波雷達數量增加的背景下，需要體積更小、功耗更低、價格更低的毫米波雷達。
從應用上看，24GHz毫米波雷達主要應用于側向，探測距離在50-70米之間；77GHz則主要應用于前向，探測距離在150-250米之間。
兩種頻段的雷達內部系統和信號處理檢測方法一致，主要區別為硬件差異。
前端單片集成電路MMIC和雷達天線高頻PCB板是毫米波雷達的硬件核心。
77GHz大的優勢是天線是24GHz的三分之一，同樣的體積可以做更多的通道，識別精度也更高，穿透能力也更強。

77GHz毫米波雷達優勢明顯，設計的挑戰同樣顯而易見。比如天線，傳統24GHz的天線只需要250MHz帶寬，當前這一代77GHz天線大多數都有600MHz左右帶寬，下一代79GHz有4GHz帶寬。寬帶天線設計難度更大。

另外77GHz頻率更高，波長更短，對于射頻走線，天線饋線都要求更高。

另外24GHz的PCB走線還能打孔，77GHz就不行了。

PCB制版對于廠家工藝控制能力，比如銅厚、線寬的容差要求都更高。

數字方面，77GHz普遍使用更復雜的處理算法，比如MIMO、多維FFT算法，也和24GHz不一樣。德國KT汽車毫米波雷達24GHz ,77GHz測試方案

從法律角度而言，能夠在縱向和橫向控制中為駕駛員提供持續支持的系統被稱為汽車自動轉向功能 (ACSF)。在自動駕駛的背景下，根據美國汽車工程師學會的分類，它們通常被稱為 2 級系統。  而 Euro NCAP 將這些系統簡稱為“駕駛員輔助系統”，因為它們旨在幫助駕駛員，而不是直接控制車輛。  駕駛員應始終手握方向盤并注視前方道路。  目前，能讓駕駛員長時間松開方向盤或執行其他任務的系統還未被允許上路使用。

德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案，自適應巡航控制（ACC） 系統能根據前方行駛較慢的車輛來自動調整車輛巡航速度，從而保持安全的車距。ACC 獨立于 Euro NCAP 評估過的其他駕駛員輔助系統運行，例如會繼續在后臺運行的 AEB 和車道輔助系統。自動駕駛的 ACC 元件在 Euro NCAP 的自動緊急制動（AEB）系統試驗的擴展版本中進行試驗，其來車速度與在歐洲高速公路上常見的接近速度相一致。這些系統被設計為在接近較慢行駛車輛或制動車輛時自動調整速度，并且它們在此類試驗中通常都表現良好。但是，由于當前的算法尚難以識別靜止物體，因此并非所有的系統在車輛接近已停穩車輛的試驗中能同樣表現良好。德國KT汽車毫米波雷達24GHz ,77GHz測試方案

Euro NCAP 的測試結果顯示，在自適應巡航方面，DS和寶馬品牌都提供了較低水平的協助，車輛主要是由駕駛員控制；特斯拉Model S被高度控制，這也存在過度依賴系統的風險；其他品牌車型在輔助系統與駕駛員控制的協調上相對比較平衡。

對高速公路輔助系統挑戰性的試驗是車輛“切入”和“切出”的情況。在切入試驗中，相鄰車道上的汽車會突然并入試驗車輛前方的車道。這在平時是司空見慣的事情，而警覺的駕駛員通常都會提前預判對方意圖并相應地降低速度。在切出場景下，前方車輛會為了躲避其前方的車輛而突然駛離車道，使得系統只有很短的時間來識別狀況并做出響應。

關于駕駛員輔助系統的試驗系列清楚地表明，這些系統既不是自主駕駛也不是自動駕駛，而只是為駕駛提供輔助。除了對系統的主要功能外進行試驗外，Euro NCAP 還會驗證制造商在媒體、商業廣告或用戶手冊中提供的信息，以核實是否存在任何虛假或夸大的陳述，并且系統相關的信息及其局限性說明是否足夠清晰和完整。不過，Euro NCAP 尚未將自動駕駛系統納入安全星級評定，他們仍在了解這些系統目前的設計方式、存在的物理限制以及可以預期的安全效益。德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案,德國KT汽車毫米波雷達24GHz ,77GHz測試方案

 德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

KT車載雷達測試系統具有24GHz/76GHz-81GHz的Konrad雷達測試和測量套件，有效測試、驗證你的ADAS雷達傳感器

Konrad車載雷達測試系統（富瑞博代理）是一個基于National Instruments VRTS技術的雷達傳感器射頻測量和目標仿真測試系統。該系統利用NI的mmWave產品和NI-PXIe-5840矢量信號收發器（VST）和NI-5692可變延遲發生器（VDG）來改進傳感器生產和驗證測試方法。它還提供了在實驗室環境中模擬復雜汽車場景的能力，并為硬件在環（HIL）集成做好了準備，使雷達傳感器測試在受控和可復制的測試框架中成為可能。

2解決方案：KT-VRTS建立在軟件驅動、可擴展、模塊化的硬件測試平臺上

無論是現在還是將來，汽車雷達傳感器技術的進步都將需要靈活和可擴展的測試應用程序，這些應用程序可以進行修改，以適應設計驗證或生產測試的測試要求，以及硬件在環（HIL）測試。可以開發軟件驅動的硬件平臺進行設計驗證，然后根據生產測試需要進行擴展。對于這種不斷變化的測試環境，KT-VRTS是一個模塊化測試平臺，可以根據測試應用程序需求進行部署。德國KT汽車毫米波雷達24GHz ,77GHz測試方案,德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

基于NI車輛雷達測試系統（NI VRTS），KT-VRTS（如圖1所示）由24GHz或76-81GHz毫米波前端（即上/下轉換器）組成，連接到基于PXI的校準射頻儀器、NI矢量信號收發器（VST）和可變延遲發生器（VDG）模塊。VST中的開放式FPGA用于VDG中基于延遲線技術的實時數據處理和控制，實現了主動雷達仿真應用。該硬件框架由KT雷達測試與測量套件軟件配置和控制，以實現雷達功能測試的射頻測量、基于應用程序測試的場景障礙模擬以及閉環傳感器在環（SIL）測試的HIL系統連接。

3傳統測試方法：“按規格測試”方法和駕駛測試,德國KT汽車毫米波雷達24GHz ,77GHz測試方案

典型的當前測試方法包括分階段的方法，包括在一系列驅動測試之前進行雷達校準驗證和雷達功能測試以確認功能，后進行100000英里駕駛測試以確認功能性能。雷達傳感器的快速變化為快速上市需求跟上市場預期帶來了挑戰。德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

4 德國Konrad的毫米波雷達測試方案：將射頻測量與基于場景的目標仿真相結合，用于雷達功能和應用性能測試

KT-VRTS能夠在單個測試平臺上驗證雷達傳感器的功能和應用性能。

利用KT-VRTS，可以測量工作頻率和帶寬、相位噪聲、等效各向同性輻射功率（EIRP）和波束寬度方向圖等關鍵射頻測量，以根據所列規范確定雷達傳感器的功能性能。兩個測量，EIRP和相位噪聲，如下圖所示。

                       圖2:KT-VRTS和KT雷達測試和測量套件的射頻測量

然后，同一系統可用于實現各種障礙物仿真，以驗證傳感器的功能性能，供其應用。下面的圖顯示了此類場景的一些常見示例，用于車道變更或通過UUT的對象。歐洲NCAP1正在討論的幾個場景可以實現，例如行人穿過車輛的路徑。德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

                                          圖3常見障礙物模擬場景。

再進一步，同樣的KT-VRT德國Konrad的毫米波雷達測試儀可以連接到一個HIL硬件在環系統，以便在開環或閉環操作中，利用雷達傳感器實時模擬車輛部件模型。通過驅動場景模擬器，例如IPG汽車制造商，目標數據的實時數據流可用于在場景模擬的閉環中對雷達傳感器實現同步實時目標模擬。下圖顯示了一個應用程序的快照，該應用程序的雷達、激光雷達和攝像頭傳感器與HIL應用程序實時工作。此應用程序級測試可用于3級自主駕駛2功能。德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

圖4:（從左下角，順時針）：攝像機傳感器輸出、毫米波雷達傳感器輸出、激光雷達傳感器輸出和場景發生器模擬器，IPG汽車制造商都在閉環中運行傳感器融合HIL測試。

5解決方案優勢：根據具體毫米波雷達應用定制測試

KT-VRTS德國Konrad的毫米波雷達測試方案有幾個優點。一個好處是可以定制雷達測試方法，以確認特定傳感器應用的雷達功能性能。例如，遠程和中程傳感器的測試序列可以很容易地針對不同的范圍、視場和距離分辨率進行定制和配置。

另一個好處是，可以模擬安全應用程序的轉角情況，以驗證功能性能，就像驗證動物突然跳到車輛前面的情況下的AEB性能一樣。在真實世界中，這種不一致和罕見的場景可以在實驗室的模擬世界中配置，用于相關安全系統的可靠性和重復性測試。終的好處是降低測試的總體成本，因為基于場景的HIL測試提高了實驗室的測試質量，進而提高了車輛子系統的功能性能，從而減少了昂貴駕駛測試所需的時間。德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

Konrad 24GHz-77GHz-82GHz雷達目標模擬器通過使用簡化版的真實場景來對抗傳感器，提高了雷達測試的真實性。通過該系統，可以在不需要任何時間在路上或大空間移動物體的情況下驗證重要的緊急特征。通過重放先前保存的場景或參數化測試的某些元素，快速識別傳感器的潛在故障。為了模擬復雜、真實的ADAS場景來評估數據融合系統，我們將車輛測試研究與現代和高科技基礎設施聯系起來。因此，模擬和加速真實生活中的等效載荷。德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

Konrad Technologies車輛雷達測試系統為用戶提供了模擬和測試復雜汽車場景的能力，以便通過生產進行驗證。該系統具有靈活性、可擴展性和軟硬件在環集成的能力。用戶可以結合射頻測量和自定義場景進行雷達傳感器功能驗證和障礙物模擬能力。Konrad Technologies的汽車雷達測試系統使雷達傳感器制造商能夠減少總體開發時間和制造成本。德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

KT多角度車載雷達測試系統, 76-81ghz汽車傳感器驗證

概述

KT多角度車載雷達測試系統（VRTS）是一個將關鍵射頻測量與目標仿真結合起來進行傳感器性能驗證的單一系統。該系統覆蓋76至81千兆赫的頻率范圍，是汽車傳感器設計驗證和確認（V&V）測試要求的理想選擇。Konrad Technologies為汽車傳感器制造商、供應商和原始設備制造商開發了多角度汽車雷達測試系統，以降低傳感器和ADAS/AD模塊的總體測試成本，同時通過在受控實驗室環境中進行多角度和多目標模擬來提高測試質量。

德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

我們擅長：

-ADAS雷達目標模擬器產品發布；多個不同AoA（到達角）的獨立目標；大批量汽車雷達傳感器開發。

-ADAS雷達嵌入式軟件開發；高效實現雷達算法；支持更高帶寬；自動雷達多核處理器嵌入式專有技術。

-ADAS雷達信號處理軟件；軟件設計工具；規范和跟蹤工具；代碼分析、完整性測試、模塊測試；內部原型組裝和測試。德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

-ADAS雷達系統設計；雷達體系結構；數字信號處理；射頻模塊設計與開發。

優勢：

l  按照NCAP標準實現自定義障礙場景

l  傳感器融合的HIL測試準備接口

l  各種汽車總線接口的插件：CAN、以太網、LIN

l  基于LabVIEW的可擴展軟件，德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

l  用一個系統進行目標模擬和物理測量

l  自動測試和回放復雜的駕駛場景

l  控制單個目標參數，如RCS、距離和速度

l  自動障礙物/場景選擇和射頻測量

l  可擴展到跨機箱的多個目標

ADAS - 雷達目標模擬

測試，驗證，評定

Konrad 24GHz - 77 GHz - 82 GHz 雷達目標仿真系統設定簡化了顯示世界中的情景模擬，給傳感器營造了更真實的測試環境。該系統可以在無需路面實測，無需大型物理測試空間的前提下測試雷達對于緊急情況的響應。測試場景和測試參數可以被快速復現，潛在雷達失效模式可以被快速辨別。

為了模擬復雜而現實的ADAS情景來評估數據的融合系統，我們將車輛測試研究與現代高科技基礎設施相結合。這樣，成功模擬并加速了現實生活中等效的工作。

KT-VRTS主要特點 

l  頻率范圍：76–81 GHz，1 GHz帶寬

l  障礙物數量：每個PXI底盤1-4個

l  障礙物范圍：4–300+米

l  距離分辨率：~250px

l  距離精度：+-375px

l  速度：0至500公里/小時（75 kHz多普勒）德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

KT車載雷達測試系統具有24/76-81 GHz的Konrad雷達測試和測量套件

實時模擬駕駛場景

使用Konrad雷達T&M套件，用戶可以驗證后端傳感器算法。這可以從檢查簡單自適應巡航控制功能（ACC-Adaptive Cruise Control）的行為到驗證緊急情況是否得到適當處理。Konrad Technologies富瑞博合作伙伴可以利用豐富的經驗背景來支持定制應用程序。

該軟件使用簡單的圖形編輯器使測試復雜的駕駛場景變得容易。用戶可以通過property視圖繪制所需的場景并編輯諸如RCS或speed之類的單個參數。然后可以重播這些場景或將其保存到磁盤以供以后檢索。

借助我們的軟件，用戶可以驗證后端傳感器算法。這可以從檢查簡單自適應巡航控制功能的行為到驗證緊急情況是否得到適當處理。Konrad Technologies富瑞博合作伙伴可以利用豐富的經驗背景來支持您的自定義應用程序。德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

該軟件使用簡單的圖形編輯器使測試復雜的駕駛場景變得容易。用戶可以通過Property視圖繪制他們想要的場景并編輯諸如RCS或Speed之類的單獨參數。然后可以重播這些場景或將其保存到磁盤以供以后檢索。

Konrad VRTS軟件還具有多種插件，使用戶能夠對傳感器輸出執行物理層測量。一些例子包括占用帶寬、調頻解調和發射EIRP。除了測量之外，插件接口還可以遠程控制軟件的目標生成方面。這允許整個系統集成到一個HIL設置中并無頭運行。目標信息可以通過can或以太網接收，無需任何用戶交互即可立即應用。德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

軟件功能

l  在實驗室環境中模擬駕駛場景

l  可自定義的圖形用戶界面

l  在受控和可復制的試驗框架中工作

l  在場景中配置和更改目標參數（RCS、距離、速度）

l  同步不同的測試系統類型，如雷達、相機、導航衛星系統和激光雷達，以執行傳感器融合式測試，德國Konrad車載毫米波雷達符合C-NCAP/EURO-NCAP標準測試解決方案

l  快速切換目標生成和傳感器特征

l  通過各種接口（如CAN、以太網、LIN等）接收目標參數的插件，用于無頭操作

l  可擴展且高度可擴展的解決方案，可用于多種變體

應用與技術

一種測試ADAS自動駕駛車輛的解決方案，其中儀器能夠實時模擬駕駛場景。通過實驗室的目標模擬，用戶可以檢測出的嚴重錯誤。大型的現場可編程門陣列允許對目標參數進行現場控制，并根據雷達傳感器的輸出產生反射器。

Konrad汽車雷達測試系統*地擴展了傳感器供應商和汽車制造商的測試向量和再現性，使他們能夠地了解汽車雷達傳感器。---Jamie Smith，National Instruments的業務和技術總監

有了PXI矢量信號收發器，結合業界寬的帶寬和低延遲軟件，我們可以發現我們的汽車雷達傳感器。---客戶證詞

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雷達生產測試系統

Konrad- VRTS解決了在研發和生產環境中76-81GHz至24GHz汽車雷達的測試和測量要求。它適用于模塊和系統特征描述以及車載驗證。

特征

l  為傳感器性能驗證執行目標模擬和射頻測量

l  多目標場景（距離、速度、大小和到達角angle of arrival）

l  實現傳感器自校準和診斷，用于盲檢測、自對準誤差管理等。

l  24GHz、76-77GHz和77-82GHz高帶寬機型。

l  多傳感器數據融合。

l  雷達電路板和基本電子電路板的電路內測試

l  提高質量保證的總體測試覆蓋率

l  可升級，測試精度高

l  基本電子線路板功能測試

l  雷達功能測試包括組件噪聲地板估計

l  下線編程和安全啟動-啟動試驗

l  提供成品多氯聯苯的合格/不合格判定，從而提高效率

l  可重用系統設計