引言：

提出一種 AEBS 毫米波雷達性能的測試方法, 并進行測試應(yīng)用。該方法測試設(shè)備簡單, 能夠降低測試成本,同時能夠測試不同廠家、不同型號的毫米波雷達,對新產(chǎn)品的研發(fā)具有重要意義。

AEBS 技術(shù)結(jié)構(gòu)主要分為環(huán)境感知模塊、中央處理器分析模塊 、指令執(zhí)行控制模塊 。車載毫米波雷達作為環(huán)境感知模塊的核心傳感器, 對汽車的主動安全具有重要作用 。JT/T 1242—2019標準規(guī)定了營運車輛 AEBS 測試規(guī)范, 其主要體現(xiàn)在 AEBS 指令控制模塊的測試方法和要求 , 并沒有對 AEBS 的環(huán)境感知模塊的測試方法和要求。



因此本文參考 JT/T 1242—2019, 并結(jié)合毫米波雷達的性能提出一種應(yīng)用于 AEBS 的毫米波雷達的感知測試方法及要求。該方法是對現(xiàn)版 JT/T 1242—2019的有益補充,通過設(shè)計包含圖像實時顯示和采集、毫米波雷達數(shù)據(jù)實時顯示和采集的上位機軟件, 結(jié)合距離、目標車輛、目 標行人進行測試。該方法不需要使用復(fù)雜的測試設(shè)備,可以適配不同廠家的毫米波雷達進行測試,對新產(chǎn)品的研發(fā)具有重要意義。

01  上位機軟件設(shè)計

實時顯示和存儲攝像頭圖像和毫米波雷達數(shù)據(jù)的上位機軟件 設(shè)計, 包括功能選擇、運行控制、雷達目標顯示、視頻顯示、危險目 標信息顯示等 5 個模塊。其主要實現(xiàn)如下功能:

1) 功能選擇模塊。實現(xiàn)不同功能的需求, 包括CAN 口設(shè)置,離線處理,實時測試,數(shù)據(jù)采集等。

2) 運行控制模塊。通過具體控制選擇,可對雷達數(shù)據(jù)進行篩選和濾波處理,得到選擇性更多的數(shù)據(jù)。

3) 雷達目標顯示模塊。周期性顯示雷達目標數(shù)據(jù),其中危險目 標障礙物設(shè)置高亮識別, 數(shù)據(jù)包含目標的縱向距離及速度。

4) 視頻顯示模塊。展示攝像頭信息, 同步顯示測試環(huán)境,方便與雷達數(shù)據(jù)進行后期處理。

5) 危險目標信息顯示模塊。該模塊輸出危險目標的具體數(shù)據(jù), 能夠反映出 障礙物與自 車的相對位置,更加直觀地表現(xiàn)當前測試結(jié)果。

02  毫米波雷達感知測試方法及要求

本文提出 的對 JT/T 1242—2019 進行補充的毫米波雷達感知測試方法及要求的具體內(nèi)容如下。

2.1  最小和最大探測距離測試

1) 測試方法。最小探測距離: 自車靜止, 目標車輛或行人從相距 20 m 處慢慢靠近自車, 直至上位機中顯示的目標車輛或行人消失;記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。

最大探測距離:自車靜止, 目標車輛或行人從相距 60m 處遠離自車,直至上位機中顯示的目標車輛或行人消失;記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。

2) 要求。毫米波雷達的最小檢測距離應(yīng)不大于2 m,對目標車輛的最大檢測距離應(yīng)不小于 150 m, 對行人的最大檢測距離應(yīng)不小于 60 m。

2.2  水平橫向?qū)挾葴y試

1) 測試方法。自車靜止,目標車輛或行人和自車的方向一致。在測試開始前, 自車位于車道線中心,分別將目標車輛或行人置于車道最左側(cè)和最右側(cè), 車頭方向應(yīng)與自 車一致, 各進行一次測試。左/右側(cè)寬度測試時,目標車左/右側(cè)車輪分別壓自 車左/右側(cè)車道線。當自 車距離目 標車輛 200 m 時, 測試開始, 目標車輛倒車接近自 車,當自 車與目 標車輛距離 150 m時應(yīng)檢測出車輛。自車與行人距離 60 m 時應(yīng)在規(guī)定橫向距離內(nèi)檢測出行人。

2) 要求。毫米波雷達對目 標車輛或行人在最大檢測距離位置的最小檢測水平橫向?qū)挾葢?yīng)不小于3.75 m。

2. 3  定點精度測試

1) 測試方法。自車靜止, 目標車輛或行人在10 m處時, 上位機進行數(shù)據(jù)采集; 目標車輛或行人移動到 20 m 處,上位機進行數(shù)據(jù)采集;目標車輛或行人從 30 m、40 m、50 m、……一直到 180 m 處結(jié)束。

2) 要求。算法計算得到的目 標車輛或行人位置與實際位置數(shù)值偏差不超過圖片10% 。

2.4  不同車速下最大檢測目標距離

1) 測試方法。目標車輛或行人靜止,和自車的方向一致,在測試開始前,自車和目標車輛或行人中心線保持一致。當自車距離目標車輛或行人250 m時,測試開始。自 車分別以車速 15 km/h、20 ~ 60 km/h( 其間隔為 10 km/h)的速度勻速接近目標車輛或行人;記錄識別最大檢測距離值。

2) 要求。毫米波雷達在不同車速下目標車輛的最大檢測距離應(yīng)不小于 150 m, 對行人的最大檢測距離應(yīng)不小于 60 m;誤差范圍在 5% 以內(nèi)。

2.5  不同車速下檢測目標精度

1) 測試方法。目標車輛或行人靜止, 和自車的方向一致,在測試開始前, 自 車和目標車輛或行人中心線保持一致。當自 車距離目 標車輛或行人 250 m時,測試開始。自 車分別以 15 km/h、20 ~ 60 km/h( 其間隔為 10 km/h) 的速度勻速向目 標車輛或行人行駛,并記錄傳感器 CAN 數(shù)據(jù)( 識別目標的總幀數(shù)、虛報數(shù)量、漏報數(shù)量) ;進行數(shù)據(jù)后處理分析。

2) 要求。車輛運行時, 記錄毫米波雷達 CAN 數(shù)據(jù),統(tǒng)計識別目 標的總幀數(shù)、虛報數(shù)量、漏報數(shù)量, 虛報占比應(yīng)小于 5% ,漏報占比應(yīng)小于 5% 。

2.6  動態(tài)跟蹤測試

1) 測試方法。在封閉場景下和公共道路上進行跟車行駛,對車輛前方路況進行拍攝, 記錄毫米波雷達的原始數(shù)據(jù),通過分析判斷目標距離準確性和跟蹤穩(wěn)定性。

2) 要求。在動態(tài)跟蹤測試中, 毫米波雷達應(yīng)能夠?qū)崟r準確識別車前方障礙物, 錯檢、漏檢率應(yīng)低于5% 。

03  實車測試與結(jié)果分析

本次測試包括測試車輛 1 輛、目 標車輛 1 輛、目標行人 1 個、測試用前向中距雷達 IRAM300 1 個、筆記本電腦 1 臺、USBCAN 卡 1 張、50 m 卷尺 1 把、標記物若干個。雷達安裝位置位于車輛縱向中心線上( 偏
移量為 0) 。

試驗場地道路長 300 m 左右, 車道線類型符合 GB 5768.3—2009。通過設(shè)計的上位機軟件對毫米波雷達的感知性能進行實車測試, 并保存完整的測試數(shù)據(jù)進行離線后處理, 測試結(jié)果及分析如下。

3.1  最大最小檢測距離試驗結(jié)果及分析

本次實車測試毫米波雷達識別車輛或行人的最小距離為 0.1 m,識別車輛最大距離為 159.3 m, 識別行人最大距離為 129.4 m,滿足前述要求。

3.2  水平橫向?qū)挾葴y試試驗結(jié)果及分析

本次實車測試毫米波雷達, 當車道寬度為 4.69m 時對目標車輛或行人在最大檢測距離位置都可以識別到,滿足前述要求。

3.3  定點精度測試試驗結(jié)果及分析

毫米波雷達對固定點目標的探測距離結(jié)果見表1。



表 1 中,毫米波雷達算法計算得到的目標車輛或行人位置信息與實際位置信息偏差最大值為 4% , 小于圖片10% 。 該毫米波雷達滿足要求。

3.4  不同車速下目標最大檢測距離試驗結(jié)果分析

不同車速下毫米波雷達感知目標最大檢測距離結(jié)果見表 2。



表 2 中,毫米波雷達僅在一個車速下對目標車輛的最大檢測距離 ( 147 cm) 小于 150 m, 其誤差為1.5% ,滿足誤差范圍;毫米波雷達在不同車速下對行人的最大檢測距離都大于 60 m,滿足要求。

3.5  不同車速下檢測目標精度試驗結(jié)果及分析

不同車速下毫米波雷達目標檢測結(jié)果見表3。



表 3 中,毫米波雷達對目 標車輛的識別中, 虛報和漏報占比都小于 5% , 具備較好的識別穩(wěn)定性, 毫米波雷達在不同車速下對車輛識別精度滿足要求;毫米波雷達對目標行人的識別中,虛報和漏報占比大于5% ,虛報漏報情況較為明顯,毫米波雷達在不同車速下對行人識別精度不滿足要求。

3.6  動態(tài)跟蹤測試試驗結(jié)果及分析

1) 在封閉場景下,路面場景比較簡單, 雷達探測的穩(wěn)定性比較好, 探測距離精度比較高。在本車道內(nèi), 基本都能穩(wěn)定跟蹤目 標車輛, 錯檢、漏檢率低于5% ,滿足要求。

2) 在公共道路上,路面場景比較復(fù)雜, 雷達探測目標車輛穩(wěn)定性比探測目 標行人穩(wěn)定性好。在探測車輛方面,基本都能穩(wěn)定跟蹤目標車輛, 錯檢、漏檢率小于 5% , 滿足要求。在探測行人方面, 虛報漏報情況相對較多,錯檢、漏檢率大于 5% ,不滿足要求。

結(jié)束語

本文針對 JT/T 1242—2019 現(xiàn)版本的不足, 通過設(shè)計毫米波雷達系統(tǒng)的上位機軟件能夠?qū)崿F(xiàn)實時顯示和采集前方目 標的距離標識、種類等, 也能夠保存完整的測試數(shù)據(jù)并且進行后期離線處理。

最大程度上減少測試次數(shù), 得到有效的測試結(jié)果, 不需要使用復(fù)雜的測試設(shè)備,具有測試方便、效率高等優(yōu)點, 同時可以適配不同廠家的毫米波雷達進行測試, 也減少了去測試場測試的成本。但是還存在數(shù)據(jù)處理不夠系統(tǒng)化的不足,需要不斷改進。

后續(xù)的工作可以從以下方面展開:

1) 針對復(fù)雜環(huán)境下的信號處理算法進行優(yōu)化,以提高毫米波雷達系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的檢測精度和穩(wěn)定性。

2) 引入車道線作為輔助, 在 4 條車道線范圍內(nèi)跟蹤前方目標障礙物, 得到更有效的目 標識別, 減少錯檢、漏檢情況。