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对于实现自动驾驶这一愿景,罗德与施瓦茨的测量解决方案发挥着何种作用?

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Updated on 5月 11, 2023 🛈
Originally published on 1月 09, 2020

德国人喜欢的车辆品牌正在朝自主驾驶方向发展。这个想法在全世界的科技爱好者和汽车爱好者中间引起了轰动。罗德与施瓦茨的定制解决方案有助于实现安全的自主驾驶。

电动性、连接性和自主驾驶是行业大趋势。汽车电子行业正在自下而上进行重塑。目前已取得重大进展,一些公司甚至质疑传统的车辆工程。例如,特斯拉竞争对手 Zoox 正在先行开发自主技术,然后再开发相关汽车。关于未来车辆已出现了新的畅想,带滑轮的智能手机、闲适的科技梦想、滚动管理器和移动休闲休息室只是其中的一些例子。

未来的移动发展令人激动

实际上,无人驾驶汽车独特性地象征着未来技术和数字化的强大之处,能够改变我们的日常生活。联网自动驾驶有望显著提高道路安全性和便利性。但是,对于许多人来说,信赖自主车辆是一个巨大的跨越。

联网自动驾驶有望显著提高道路安全性和便利性。

通往机器人汽车的发展之路

自主驾驶领域定义了五个级别,分别是辅助型、部分自动化、高度自动化、全自动化和自主型。部分自动化系统(2 级)早已出现,可进行批量生产的高度自动化系统(3 级)正在开发中。

开发倒计时已经开始:全球公司正投资数十亿进行开发,在实际和虚拟环境下进行的路测里程已达数百万公里。在上市速度方面,各公司都竞相超越彼此,预测第一批机器人汽车将何时投入商用:究竟是 2035 年、2030 年还是 2025 年?

“自主驾驶终将到来,”罗德与施瓦茨汽车电子市场副总裁 Jürgen Meyer 表示,“但不会像有些人预想的那样快。现在仍然缺少一个可靠的法律体系。例如,部分功能可在美国实施,但在欧洲却尚未获得许可,此外还有许多技术障碍亟待克服。”

解决方案迎合所有汽车电子行业趋势 随着车辆不断集成越来越多的射频标准、雷达和高速数据总线,汽车制造商面临愈加严峻的挑战,需要保证汽车的无用电子辐射处于规定界限范围内,同时要保证汽车能够抵抗来自外部源的干扰。

解决方案迎合所有汽车电子行业趋势

雷达、Wi-Fi、Bluetooth®、车联网 (V2X) 通信和紧急救援呼叫等不同无线技术之间的复杂交互需要进行大量测试。这使得罗德与施瓦茨成为无事故自主驾驶领域的根本推动者。“我们的产品组合根据汽车电子行业的需求进行完全定制。我们推出各种雷达传感器、车载以太网一致性、EMI 预一致性和 EMC 一致性测试解决方案,并已成为市场领导者,”Meyer 表示, “简而言之,我们为发射无线电波和进行通信的一切设备提供支持,而在汽车电子行业,这种情况明显在不断上升。”

结合激光雷达、摄像头和超声波等其他传感器,雷达在当前和未来的高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 中发挥着关键作用。汽车电子雷达相当于车辆的眼睛。这些雷达的生产数量已达数百万,并且是高端车辆的标配设备。雷达不受雪雾干扰。通过测量姿态、间隔、距离和速度,这些雷达可以预测危急情况并避免事故。

通过传感器观看世界

车辆的自动化级别越高,安装的雷达传感器数量越多。高度自动化驾驶自然对技术提出了很高的要求。最新系统可在微波范围进行操作,进而测定所检测物体的距离、速度和相对角度,甚至可感知微小动作。带宽越高越好:下一代汽车电子雷达传感器将具备 4 GHz 信号带宽。Meyer 强调指出:“这个领域仍有很大的发展空间。频率越高,带宽越大。这恰是我们的优势所在。”

R&S®QAR 天线罩测试仪是一款独特的测试解决方案,可分析隐藏在覆盖物后面的雷达传感器的信号质量。出于设计美观的原因,汽车电子雷达通常安装在天线罩和保险杠后面。R&S®QAR 可测试隐藏的雷达传感器是否正常工作。测量只需几秒即可完成,并且生成一个可进行直观说明的毫米波图像。这个简单图像可以拯救生命,因为雷达功率出现高度衰减后会减少雷达能够检测到目标的最大距离,进而产生错误并造成严重后果。

QAR innovation award screen
快速阐释 QAR 原理

实现自主驾驶?当然!

自动驾驶技术还可为残疾人或反应迟钝的人提供支持。Jürgen Meyer 说:“我的父亲就是一个很好的例子。到一定年龄之后,他总是不回头观察就倒车。借助超声波传感器和后视摄像头,他可以更加安全。”

工程师、事故研究人员和保险公司理赔员让我们确信,自动驾驶将极大地提高道路安全。为减少事故受害者的数量,自 2022 年开始车辆将必须安装多种安全系统。相关新法规旨在为实现未来的无人驾驶作好准备。

此外,部分创新者更加高瞻远瞩:使用电动无人机承载人员,进而实现自主飞行。自主飞机最终会取代自主汽车吗?

Andreas von Lösecke
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我们在自主车辆领域使用的技术越多,越需要正确地感知环境。

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Andreas von Lösecke, Product Manager Imaging Products at Rohde & Schwarz

Interview: Andreas von Lösecke, Product Manager Imaging Products at Rohde & Schwarz

R&S®QAR:通过自动驾驶提高安全

雷达技术是实现高度自动化驾驶不可或缺的一部分。 雷达通常隐藏在保险杠、设计标识或其他塑料零件后面。 新车型能否在市场上取得一个好开端,设计是一个决定性因素。 在不考虑设计因素的情况下,为了确保汽车电子雷达传感器能够传输准确结果,用于覆盖传感器的零件或天线罩所使用的材料必须可让雷达信号穿过。 Andreas von Lösecke 是罗德与施瓦茨成像产品部产品经理,讨论了行业的当前挑战、独特的天线罩测试解决方案 R&S®QAR 以及罗德与施瓦茨提供的其他汽车电子测试解决方案。

为什么充分进行天线罩测试如此重要?

业界在迅速提高对天线罩测试的重要性的认识。 这些测试可确保天线罩及其覆盖物不会削弱雷达功能。 这是因为我们在自主车辆领域越是更多地使用技术,就越是更需要正确地感知环境,尤其是在安全方面。 这就跟我们的视力一样:雷达就像是一副眼镜,帮助我们看见事物。 天线罩的质量决定了眼镜的干净程度,以及我们感知环境时的清晰和均匀程度。

对于用于检测天线罩质量的罗德与施瓦茨测试解决方案,它们的工作原理是什么?

R&S®QAR 能够生成雷达反射和天线罩透射度的空间分辨毫米波图像,以直观显示材料的不均匀性。 使用 R&S®QAR 时仅需几秒即可完成测量,并且结果非常精确。 这种测量与常见的生产测量方法不同,无需使用标准雷达设备,并且所需要的空间远小于使用多个角形反射器的传统装置。

同样,雷达还需要和眼镜一样,在任何地方都维持同样的透明度。 R&S®QAR 便旨在确保这一点。 如果没有达到这种均匀性,就会出现失真问题,而雷达也将在原本空无一物的地方错误检测到物体。 这将错误地触发后续功能,例如导致车辆进行紧急制动。 R&S®QAR 确保制造商可避免此类情况。

天线罩测试会产生什么样的结果呢?

我们的天线罩测试结果可分为反射率数据和透射率数据。 反射率属于空间分辨数据,是 R&S®QAR 的一个独特功能。 它可让我们轻松发现天线罩的故障位置。 我们可能无法直接说明原因是什么,但在大多数情况下,天线罩制造商可以帮助做到这一点,例如当在生产过程中界定限制时出现相关问题时。

在生产过程中,R&S®QAR 便可以确保所有雷达正确进行安装、校准,并处于良好的工作状态。 我们还扩展了仪器的成像功能,这样便可以评估制造商提供的车辆 CAD 数据。 这意味着我们可以使用 R&S®QAR 照相并获得实际数据,进而将该数据与 CAD 图纸上的标称数据进行对比。 这样,我们可以查看雷达是否安装在正确位置,或者是否存在损坏情况。 这可以应用于生产过程,就像在车辆修理车间一样。

R&S®QAR 采用的技术是以 R&S®QPS 安全扫描仪的技术为基础。 二者有何不同?

安全扫描仪的应用领域显然完全不同。 它采用的技术是基于神经网络,用于在关于穿着未知衣物的未知人员的扫描图像上查找未知和可能的危险品,例如武器和爆炸物等。 与之相反,R&S®QAR 是用于对反射和均匀性进行定性评估。 这意味着天线罩测试存在不同的挑战,但当然,我们从安全扫描仪中获得的经验还是让我们受益匪浅。

R&S®QAR 正在部署到自主驾驶的许多领域中。 您如何估计这个市场的未来前景呢?

在开始阶段,这种技术会很昂贵,并且与物流行业或移动服务提供商更为相关。 我们将必须等待一段时间,并继续进行改进,之后自主驾驶将在私营企业中得到认可。 这正是我们目前的工作任务:自主驾驶的应用越广,需要的传感器将更多,这也就意味着需要更多的雷达和天线罩。 高度自动化的车辆中会安装十到十五个雷达,大部分都隐藏在天线罩、保险杠以及前裙板或后裙板后面。 所有这些设备和覆盖物必须在生产中进行测试。

要确保雷达具备理想功能,还需要进行哪些测试?

我们为雷达开发流程的每一个环节提供支持。 从雷达芯片开发、雷达的抗干扰特性到天线罩,我们均提供各种测试解决方案,例如 R&S®FSW 频谱分析仪、R&S®RTP 示波器和信号发生器。 例如,我们最近推出了一个创新测试暗室,可进行间接远场测量和汽车电子雷达传感器测试。 最后,当测试完所有可能情况,并在保险杠后面安装最终的理想雷达时,还必须进行测试。 不过,我们在所有情况下都可提供理想的测量方法。

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