基于電波暗室的整車ADAS功能EMC測試技術研究

【摘 要】文章旨在深入探討智能新能源汽車高級駕駛輔助系統ADAS功能的電磁兼容性能測試方法。通過采用光學與雷達波模擬器相互結合的方式，搭建自適應巡航ACC、自動緊急制動AEB以及交通標識識別TSR功能的電磁抗擾性測試系統，成功達成電波暗室內多傳感器融合的ADAS功能的穩定觸發，驗證在復雜電磁環境下ADAS功能電磁抗擾性測試的可行性。

【關鍵詞】高級駕駛輔助系統；電磁抗擾；復雜電磁環境

中圖分類號：U463.6 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（ 2024 ）10-0072-03

Research on EMC Test Technology of Vehicle ADAS Function Based on Anechoic Chamber

WANG Ruohao ZHAO Hui FU Jiale ZHOU Lusha CUI Xing ZUO Wenguang

（1. Automotive Inspection Center（Guangzhou）Co.，Ltd.，Guangzhou 511300；2. Automotive Engineering Research Institute，Guangzhou Automobile Group Co.，Ltd.，Guangzhou 511434，China）

【Abstract】The purpose of this paper is to explore the electromagnetic compatibility test method of advanced driver assistance system（ADAS）function of intelligent new energy vehicles. By combining optics and radar simulators，an electromagnetic immunity test system with adaptive cruise（ACC），automatic emergency braking（AEB）and traffic sign recognition（TSR）functions is built，and the stable triggering of ADAS function with multi-sensor fusion in the radio anechoic room is successfully achieved. The feasibility of electromagnetic immunity test of ADAS function in complex electromagnetic environment is verified.

【Key words】advanced driver assistance system；electromagnetic immunity；complex electromagnetic environment

作者簡介

王若浩（1992—），男，助理工程師，研究方向為汽車電磁兼容；付嘉樂（1991—），助理工程師，主要從事汽車電磁兼容方面的工作（通信作者）。

1 引言

高級輔助駕駛系統ADAS借助安裝在車上的各類傳感器，例如毫米波雷達、激光雷達、單雙目攝像頭以及衛星導航系統，通過感知車輛周圍的環境實時收集數據，對靜態、動態物體進行辨識、偵測與追蹤，并結合導航儀地圖數據進行運算與分析，從而提前讓駕駛員察覺到可能發生的危險，能夠切實增加汽車駕駛的舒適性和安全性[1-3]。

隨著5G、衛星通信等新興通信技術的發展，智能網聯汽車已成為全球汽車發展的關鍵方向，乘用車領域正在歷經從高級輔助駕駛到高級自動駕駛的階段。與此同時，道路環境中電磁頻譜的不斷拓展、信號調制方式的持續豐富、騷擾帶寬的不規則變化以及發射功率的增強，甚至在自然環境中的雷電場景下，智能新能源汽車都已顯現出大量的電磁兼容問題，不斷沖擊著車輛行駛電磁安全[4-5]。因此，研究電波暗室電磁環境下智能新能源汽車ADAS功能的穩定觸發及其電磁兼容性，解決其在復雜電磁環境下的電磁安全問題顯得尤為重要。

2 汽車ADAS工作原理

ADAS功能的實現主要依靠感知層、決策層和執行層。其中，感知層由不同頻段的雷達傳感器（毫米波雷達、超聲波雷達和激光雷達）和視覺傳感器（單雙目攝像頭、紅外熱成像傳感器以及高精地圖）構成；決策層一般由芯片通過算法實現交互決策、路徑規劃，最終實現V2V、V2X的萬物車聯；執行層通過決策實現汽車的動力轉換、制動、轉向及燈光效果等功能[6-7]。本文針對自適應巡航（Adaptive Cruise Control，ACC）、自動緊急制動（Autonomous Emergency Braking，AEB）以及交通標識識別（Traffic Sign Recognition，TSR）功能進行電波暗室內的功能驗證以及電磁抗擾性測試。

1）ACC功能工作原理。ACC系統主要由雷達傳感器、輪速傳感器、轉向角傳感器以及ACC控制單元等組成。雷達傳感器一般安裝在散熱器格柵內或前保險杠的內側，可以探測到汽車前方200m左右的距離；在前后車輪上裝有輪速傳感器（與ABS系統共用），可以感知車輛的行駛速度；轉向角傳感器用來判斷車輛行駛的方向；ACC控制單元采集各個傳感器的信號并進行計算，以便適時地與發動機控制單元和制動防抱死控制單元交換數據。

2）AEB功能工作原理。AEB系統利用傳感器感知前方的車輛、障礙物、弱勢道路使用者。如果檢測到可能的碰撞，系統通常會以蜂鳴音提示、儀表盤顯示、車輛自動點剎和安全帶主動預緊等方式提示駕駛員進行制動，如果駕駛員沒有反應，AEB系統將直接進行制動，從而避免碰撞或降低碰撞速度，以保護車內外人員。

3）TSR功能工作原理。TSR系統一般包括檢測和識別兩部分，主要依靠視覺傳感器。檢測一般是利用交通標志的形狀和顏色特征，從自然場景中把交通標志提取出來。識別是把檢測出來的交通標志的內容識別出來。TSR功能可以避免駕駛員因環境光照、方向旋轉等問題出現識別困難，能夠規范交通行為，確保安全駕駛。

3 汽車ADAS功能暗室內驗證

本文通過建立多傳感器融合模擬場景系統，包括光學模擬場景、毫米波雷達模擬場景，進而實現電波暗室內ADAS功能觸發。圖1為光學模擬場景，在車輛前方架設投影儀和幕布進行視覺傳感器模擬仿真，通過投影儀對場景模擬實時控制子系統輸出的視頻流數據進行投影，使仿真環境場景在幕布中顯示，實現仿真場景的視覺物理再現。車輛前視攝像頭采集幕布上的道路線、交通標識等信息并通過車輛決策層控制器的數據比對，從而實現道路偏離、交通標識等信息的識別。

車輛攝像頭識別目標物存在一定的局限性，毫米波雷達因其環境適應性好等優勢在智能駕駛車輛上普遍配備。圖2為毫米波雷達模擬場景，在車輛前方毫米波雷達位置放置一個毫米波雷達模擬器接收車輛發出的毫米波，之后經過處理將前車車速、距離等信息加載到回波上發射給自車，從而實現車輛前后方目標的識別，進一步為駕駛員提供預警信息。

有些車輛的智能駕駛功能在單獨的光學模擬場景或毫米波雷達模擬場景下不能觸發，需要搭建多傳感器融合模擬場景。圖3為多傳感器融合模擬場景，該場景將光學信息和毫米波雷達信息進行融合，即目標實時機將場景中的數據輸出給投影儀。搭載在整車上的ADAS系統中，攝像頭識別出投影儀投影在幕布上的畫面，毫米波雷達收到虛擬回波，兩種傳感器的目標級數據會在ADAS系統中進行目標級融合，融合后的目標作為系統識別的最終結果，被系統采納。同時系統可以通過CAN接口采集到傳感原始目標及ADAS功能決策數據。

以ACC、AEB功能觸發為例，在光學模擬場景下前方車輛以一定速度靠近自車時，毫米波雷達模擬器發射的回波加入了前方車輛速度降低、距離減小等信息。融合場景下自車的多傳感器采集的數據相匹配，進而ACC、AEB等智能駕駛功能得以觸發。

4 汽車ADAS功能暗室內抗擾度測試

本文選取1臺樣車的ACC、AEB以及TSR功能進行電磁抗擾試驗驗證，試驗參考ISO 11451-2：2015，試驗頻率范圍包括窄帶10kHz～2GHz和寬帶9kHz～30MHz，試驗強度為100V/m。根據樣車制定相應的抗擾度測試監控方式和失效判定準則，形成智能駕駛場景完備、測試信號頻段可調節、監控方式和失效判定與場景相統一的一整套汽車智能駕駛整車級電磁兼容測試方法，如表1所示。

4.1 TSR典型工況以及抗擾度測試

TSR典型工況主要是被測車輛能夠識別道路交通標識，本試驗自車速度為30km/h，勻速先后通過30km/h和40km/h交通標識。被測車輛攝像頭識別交通標識牌后，車速從30km/h增加到40km/h后再減速到30km/h。圖4為TSR功能寬帶抗擾度試驗圖。

4.2 AEB典型工況以及抗擾度測試

AEB典型工況為前車緊急靠近觸發被測車輛AEB功能，前車減速靠近被測車輛后，被測車輛出現緊急制動后，前車加速遠離，被測車輛隨后逐漸加速至巡航車速。圖5為AEB功能窄帶抗擾度試驗圖。

4.3 ACC典型工況以及抗擾度測試

ACC典型工況主要是被測車輛能夠識別前車，自適應跟隨前車，本試驗采取穩態勻速巡航工況。圖6為ACC功能窄帶抗擾度試驗圖。

5 結論

本文剖析了在汽車工業“新四化”趨勢下，電磁空間安2a106fa0661541095ba5931b210c0c2710f7ac99566fcfa92438cf5a1aae0e30全作為國家新戰略的重要意義，提出了一種基于電波暗室的ADAS功能電磁抗擾測試原理及方法，并依據此方法對實車進行TSR、AEB、ACC功能驗證及寬窄帶抗擾度試驗。結果顯示，本次汽車ADAS功能電磁抗擾度測試方法研究僅針對縱向功能展開測試，對于涉及轉向操作的LKA、LDW等功能，鑒于暗室內轉轂的安全性問題，未能進行實車驗證。同時，本次試驗所用樣車搭載單目攝像頭，伴隨自動駕駛的發展，雙目攝像頭也逐漸裝配到汽車上。這種基于視差原理計算圖像對應點的位置偏差，進而獲取被測物體距離信息的攝像頭尚未得到廣泛應用，未來針對搭載該類型的智能網聯汽車的電磁抗擾性測試迫切需要研究。另外，由于ADAS功能的復雜性，暗室難以實現橫向功能的實車驗證，因此尋求一種外場性的電磁抗擾測試，采取試驗跟隨車同步抗擾或將抗擾測試系統搭載到被測車輛上的方法亟待探索。

參考文獻：

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[7] 王文峰，張悅，張旭，等. ADAS毫米波雷達原理與電磁抗擾能力初探[J]. 上海汽車，2018（6）：40-43，49.

（編輯 凌 波）