如今一些车辆已经配备了数十种天线,无论是内部的还是外部的,其中一些内置于车身比较特殊的腔体中(像鲨鱼鳍内部、车身尾部轮拱处、车机系统、甚至集成在玻璃中)用于不同频率的无线电、电话、蓝牙、GPS、远程控制和许多其他应用。所以且不说商业化落地,就技术不出问题能做到设备通讯的鲁棒性,目前来看都很难,难点在于,很多企业根本等不了数百个小时的测试。就下线上市了,后续出现的问题全部用OTA来答复用户,这是浮躁的互联网时代的毒瘤长在了汽车行业上,十分令人遗憾。

随着V2X概念到来,汽车间的沟通、与道路设施的沟通以及与周围环境的沟通将更加频繁。 还有众多新型毫米波解决方案(比如老王讲过的4D毫米波雷达)的快速发展和增长,这些解决方案像汽车雷达(77 81 GHz)当然还有 28、39 和 44 GHz 的 5G车载通信(用于OTA之类的)。

尤其是毫米波发射与接收的能力,电路和天线层面的毫米波相控阵波束形成的质量,都受到挑战。老王在全电波暗室中做过独立研发项目,对于波形的考虑,每家主机厂的标准高度不一样。全电波暗室大概长这样,周围的黑色尖尖的东西我们称之为尖劈,这个和老王给大家讲音响所在的NVH全消消声室的尖劈是一个词汇,但角度、表面的碳粉材料、都是不一样的。

据我了解,进口的de xi四个品牌,对这项测试是非常上心的,因为公司标准较高。其他厂家对全电波暗室的相关测试重视度非常低,这是令老王比较担忧的,新势力、国产企业对全电波暗室的车载通讯、毫米波雷达接收质量的重视度尤其低,相比之下,的确是合资品牌更好一些,很多时候,一提到国产品牌的不足之处,就容易引来小粉红的诋毁,实际上见过更多测试你就知道了,很多国内品牌在标准上,是能钻空子就钻空子,出了事情反正可以打爱国牌,下架你的抱怨内容是分分钟的事情,在此,老王表示在这个射频领域、雷达波瓣质量领域,表示十分担忧。这个领域可不是“只要有就行”

汽车毫米波雷达的毫米波的反射系数为30GHz~300GHz(目前主流是77GHz),其波长在1mm~10mm的范围内。由于其波长的特殊性,毫米波具有独特的性质,与亚毫米波,红外光谱的影响光相关,毫米波在烟、雾、云、沙尘暴等环境中下降非常小。

因此在许多红外和可见光探测设备不能正常工作的场景下,毫米波探测设备仍然可以正常工作,从而可以大量毫米波探测设备对复杂环境的改善由于毫米波的这些特性,其在雷达方面的应用日益扩大。但毫米波雷达本身,传感器有时一致,但算法和波束成形技术每家OEM调教就不一样了。
毫米波雷达基本测距原理就是采用FMCW(调频连续波)技术,可以同时测量距离和速度,在短距离测量中具有明显优势。雷达发射信号为蓝色实线,雷达接收到的移动目标信号为红色虚线,雷达接收到的静止目标信号为黄色虚线, 是扫描周期的一半, 是扫描带宽,是从发送信号到接收到返回波所经过的时间。发射信号和回波信号的频率变化函数,则差分信号的频率 ( )这个公式还是挺有意思的大家最好记一下。

利用相似三角形定理可得:如下公式

相对距离R则是(C0就是光速速度约为3×108m/s,电磁波与光速同速)


乍一看很简单,但实际上每颗毫米波雷达都不一样,在每辆车上面的角度、车身抖动、俯仰角度都不一样,并且天线的性能严重依赖于波束成形技术。一家车企中,优化波束赋形性能需要多个学科的专家,并且一般难度都超越了T1供货来的罐头天线设计的范畴,比如波束赋形对 RFIC (radio-frequency integrated circuit.射频集成电路的缩写)设计及其控制算法具有至关重要的影响。

我们当时用的是Copper Mountain Technologies 和 MilliBox 的整个解决方案与 Windows 和 Linux 操作系统兼容,用起来可视化角度,给领导做汇报还是可以的
前几天还看了一篇文章里面讲了无人机上MMV雷达和单目相机安装在不同位置,导致同一目标在雷达和相机坐标系中的投影不一致。需要MMV雷达和单目相机的空间融合模型来连接两个传感器并实现同一目标的空间数据融合。大家也可以同步了解一下。The Improved A* Obstacle Avoidance Algorithm for the Plant Protection UAV with Millimeter Wave Radar and Monocular Camera Data Fusion

值得注意的是,测试毫米波相控阵和波束成形需要从算法软件到基带、射频再到相控阵天线针对车型的高度、车身外形对毫米波的角度以及悬架刚度在车辆与起伏路面上的多个自由度进行调整。实际上一辆车需要测这么多东西,这张图给大家画出来了。 像奥特能平台的电池无线通讯wBMS就需要经历很多个小时全电波暗室的耐久测试,因为一旦BMS出现通讯问题,影响的范围非常广。

一些测试可能需要数百小时才能完成,知道车企内部为什么需要我去帮忙嘛?当年我做的是发动机主动悬置的项目,就因为主动悬置的共振问题,会影响到前bumper内侧集成的77GHz大陆的雷达,于是就叫我去做对标了,并且那个大陆的雷达还是竞品车上的,全程我其实都百无聊赖地在电波暗室中看屏幕读数,我只负责抖动带来的影响,算是个边缘任务,但当时看到了不少关于毫米波雷达复杂度的东西,现在车评人只知道念参数,并不知道其中调整毫米波雷达有多么复杂。更别提射频的这些知识点这些数码宝贝可能都不是工科的。

在不同设置之间切换将更加耗时。随着复杂性的转变,使用电波暗室进行毫米波 OTA 测试搭配小型暗室,是更有效率的选择,因为其尺寸、成本需要有一个平衡,所以倒也不是说这种小型的暗室就很low,但如果一家公司只有这种小型暗室,做分总成不测试整车,那确实也是有点low的,这里我就不提名字了,大家都是行业内的,抬头不见低头见,但重点在新势力品牌上。

所以,你问我自动驾驶还有哪些挑战? 现在车企连毫米波雷达的波瓣质量都调不好,AEB测试一个比一个拉垮,请问你问我还存在哪些挑战?就好像传感器级别大家都已经无敌了一样,有时候我们看一些不明所以的用户,真的敢触发NOP在车上睡觉,这种。。。。老王只能说,真是不把自己命当人命。
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