针对机动车安全雷达系统的使用虚拟雷达特征信号的测试方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于测试与评估机动车雷达系统对于特定机动车安全场景的响应的方法和系统，其中，该方法和系统生成对应于特定虚拟场景中的至少一个虚拟目标的模拟反射雷达特征信号。模拟雷达特征信号是根据以下中的一个或更多个生成的：来自特定真实场景中的至少一个真实目标的预先记录的真实反射雷达特征信号；以及来自特定虚拟场景的至少一个虚拟目标的雷达目标特征信号的解析表示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针对机动车安全雷达系统的使用虚拟雷达特征信号的测试方法
本专利技术涉及雷达系统以及用于生成虚拟环境的方法和系统，该虚拟环境包括旨在用于评估机动车安全雷达系统的虚拟目标。
技术介绍
为了评估雷达系统在许多应用中的功能，需要在与真实环境相似的可再现、受控且已知的状况下对雷达系统进行测试。雷达目标的模拟使得可以在封闭空间例如电磁室中或者在实验室环境中测试实际的雷达系统。对这样的基于雷达的安全系统的性能进行验证是非常需要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供避免了上述问题的用于测试与评估机动车雷达系统对于特定机动车安全场景的响应的方法和系统。特别地，本专利技术的目的是改进用于测试与评估机动车雷达系统对于特定机动车安全场景的响应的已知方法。该目的通过权利要求1的方法和权利要求22的系统来实现。考虑到对于上述每种雷达中的每一个可能在真实世界中出现的许多可能的场景，为了更加有把握地保证安全系统的性能，场景和目标的再创建至关重要。本专利技术的一个目的是引入在机动车领域中可能发生的各种场景中生成调频连续波(FMCW)雷达目标特征信号的方法。目的是能够验证使用真实硬件在环(HIL)/车辆在环(VIL)机构对用于高级驾驶员辅助系统(ADAS)或在传感器或功能级别的自动驾驶的机动车雷达系统。本专利技术涉及可以模拟各种场景和目标的硬件在环机构或车辆在环机构。目标生成采用两种方法进行：“分析”和“记录与播放”，这些方法共同允许在各种场景中再现大数目的雷达目标。硬件在环是一个机构，其中，使用一个系统来控制被测设备(DUT)输入输出。该系统生成用于DUT的预期反射雷达信号，其在本专利技术中是基于雷达的机动车主动安全系统。DUT的响应或反应由测试系统分析。基于反射的雷达特征信号以及雷达系统如何反应和DUT的感知情况，对系统的性能进行评估，并且报告返回给GUI。DUT的性能不仅根据系统中的雷达，并且根据机动车中的整个决策系统，包括辅助电子设备。本专利技术涉及一种用于测试与评估机动车雷达系统对于特定机动车安全场景的响应的方法，其中，该方法包括：在硬件在环机构中布置至少一个机动车雷达；生成对应于特定场景中的至少一个目标的模拟反射雷达特征信号；通过至少一个机动车雷达接收模拟特征信号；通过将来自机动车雷达系统的输出与基于模拟目标特征信号的预期输出进行比较来评估机动车雷达系统的响应；以及显示速度误差、距离误差、至少一个目标的错误检测和虚假警报中的一个或更多个；其中，所生成的对应于特定场景中的至少一个目标的模拟反射雷达特征信号是根据以下中的一个或更多个生成的：来自特定场景中的至少一个目标的预先记录的真实反射雷达特征信号；以及来自特定场景中的至少一个目标的雷达目标特征信号的解析表示。通常，目标模拟意味着生成类似于将会从实际目标返回的信号的电磁反射信号。生成这样的信号的一种方法是将期望在真实目标返回中看到的信息应用于特征信号。该信息包括多普勒频移、雷达横截面(RCS)、延迟、多路径效应、天线波束图案、目标位置、关于环境的信息、杂波等。此外，为了生成足够多的目标，需要考虑几种场景和不同的可能性。在本专利技术中，在一种方法中，记录真实返回信号以在虚拟目标的生成中部署。使用该方法，增加参数的复杂度和复杂的计算将被显着地减少，并且实际上任何目标或杂波都可以以最真实性再现。本专利技术意味着根据机动车安全应用中的雷达可能遇到的不同场景来再创建各种雷达目标。目的是具有硬件在环(HIL)机构，其中，虚拟地生成不同的可能的雷达目标，以便评估和保证在车辆中不同雷达的功能。这在本专利技术中通过两种方法进行。在第一方法中，虚拟目标是基于分析函数进行模拟的，其中考虑到期望目标的参数和假设。第二方法是根据记录任何场景中的真实目标并且将其用于被测雷达。这为生成雷达目标提供了高度的灵活性，并且结果将是可信的。特定场景可以包括以下中的一个或更多个：至少一个目标，包括行人、骑自行车的人、汽车、卡车、动物、摩托车、工程车辆、道路标志、道路障碍物；杂波；环境场景状况；以及交通场景状况。环境场景状况是指天气、能见度、温度、湿度以及可能影响雷达系统的信噪比(SNR)的其他状况，这可能包括杂波。交通场景状况是指至少一个目标所处的交通状况。交通情况的示例可以是沿直线行进的目标、执行转弯的目标、环岛中的目标、执行机动的目标或者停车的目标。交通场景状况也可以是影响在特定机动车安全场景中的目标的雷达特征信号的地形。在本专利技术的一个示例中，通过一组反射器点来表示由(一个或多个)目标、周围环境以及其他影响因素例如天气状况组成的不同场景。这些点是针对场景中每个扩展对象使用射线跟踪方法获得的。扩展对象是具有彼此间隔有特定距离的多个反射器点(点目标)的对象。例如，车辆通常被认为是扩展对象。在下一步中，通过考虑待测车辆(VUT)的位置及其雷达波束以识别并标记相关反射器点，来斟酌场景部件的运动模型。对于这些中的每一个，类似于单点问题，计算VUT上的雷达的发射信号的相位和幅度的变化。这形成了VUT的信号生成的基础。然后，将信号发送到RF前端。将进一步描述与目标场景生成相关的其他方面例如雷达规格、角度信息、目标模拟器与VUT之间的同步、分析目标与来自记录与播放机构的结果的组合。可以通过图形用户界面来选择虚拟目标和虚拟场景。使用图形用户界面使得选择过程对于该方法的用户而言更容易，因为图形用户界面可以可视化场景，并且允许更直观地调整场景目标、场景状况以及其他参数。可以由处理单元通过访问预先记录的真实反射雷达特征信号数据库来生成来自特定场景中的目标的预先记录的真实反射雷达特征信号。可以通过用雷达记录器系统记录真实反射雷达信号来创建预先记录的真实反射雷达特征信号数据库，其中，雷达记录器系统记录目标数据、杂波数据以及环境场景状况和交通场景状况，并且将每个数据存储在相应的目标数据数据库、杂波数据数据库以及场景状况数据库中。解析表示可以基于特定场景中的目标的目标参数以及特定场景的场景参数。解析表示的目标参数可以是以下中的一个或更多个：目标类型，包括行人、骑自行车者、汽车、卡车、动物、摩托车、工程车辆、道路标志、道路障碍物；目标速度、距离、角度或运动轨迹；以及目标雷达横截面(RCS)，包括雷达波束部分覆盖目标的情况以及RCS随时间的变化。解析表示的场景参数可以是以下中的一个或更多个：环境场景状况；以及交通场景状况。虚拟环境场景状况可以是以下一个或更多个：地理地图；虚拟环境中的静态对象；以及天气状况。该方法还可以包括：为特定虚拟场景中的所有物理元素提供3-D图形模型和用于反射雷达射线的点云。使用物理元素的3-D图形模型允许计算可以通过其计算反射雷达射线的点源。它们还允许场景的视觉表示。可以通过聚合点云中的点目标的雷达特征信号来创建扩展对象特征信号。3-D模型的所有点源形成该对象的点云。点云表示每个3-D模型的主反射器点。制作3-D模型并计算3-D模型的从每个角度的反射器(点云)的过程可以离线完成以创建库。该离线计算对于能够实时创建模拟反射雷达特征信号或信号非常重要。为了从目标创建雷达特征信号，可以训练神经网络，根据上述，神经网络接收对象的角度和类型作为输入并且产生与之对应的信号。可以按照对象来存储更小和更低复杂度的神经网络，而不是从每个角度均需要所有对象特征信号的大型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试与评估机动车雷达系统对于特定机动车安全场景的的响应的方法，其中，所述方法包括：在硬件在环机构中布置至少一个机动车雷达(1，2，3，4)；生成对应于特定虚拟场景中的至少一个虚拟目标的模拟反射雷达特征信号；通过所述至少一个机动车雷达(1，2，3，4)接收所述模拟特征信号；通过将来自所述机动车雷达系统的输出与基于模拟目标特征信号的预期输出进行比较来评估所述机动车雷达系统的响应；以及显示速度误差、距离误差、对至少一个目标的错误检测和虚假警报中的一个或更多个，其中，对应于特定虚拟场景中的至少一个虚拟目标的所生成的模拟反射雷达特征信号是根据以下中的一个或更多个生成的：来自特定真实场景中的至少一个真实目标的预先记录的真实反射雷达特征信号；以及来自特定虚拟场景中的至少一个目标的雷达目标特征信号的解析表示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.22 SE 1551370-81.一种用于测试与评估机动车雷达系统对于特定机动车安全场景的的响应的方法，其中，所述方法包括：在硬件在环机构中布置至少一个机动车雷达(1，2，3，4)；生成对应于特定虚拟场景中的至少一个虚拟目标的模拟反射雷达特征信号；通过所述至少一个机动车雷达(1，2，3，4)接收所述模拟特征信号；通过将来自所述机动车雷达系统的输出与基于模拟目标特征信号的预期输出进行比较来评估所述机动车雷达系统的响应；以及显示速度误差、距离误差、对至少一个目标的错误检测和虚假警报中的一个或更多个，其中，对应于特定虚拟场景中的至少一个虚拟目标的所生成的模拟反射雷达特征信号是根据以下中的一个或更多个生成的：来自特定真实场景中的至少一个真实目标的预先记录的真实反射雷达特征信号；以及来自特定虚拟场景中的至少一个目标的雷达目标特征信号的解析表示。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特定虚拟场景包括以下中的一个或更多个：至少一个虚拟目标；杂波；虚拟环境场景状况；以及虚拟交通场景状况。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过图形用户界面(11)来选择虚拟目标和虚拟场景。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，由处理单元(10)通过访问预先记录的真实反射雷达特征信号数据库(7，8，9)来生成来自特定真实场景中的真实目标的预先记录的真实反射雷达特征信号。5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过用雷达记录器系统(5)记录真实反射雷达信号来创建所述预先记录的真实反射雷达特征信号数据库(7，8，9)，其中，所述雷达记录器系统(5)记录真实目标数据、真实杂波数据以及真实环境场景状况和交通场景状况，并且所述雷达记录器系统(5)将每个数据存储在相应的目标数据数据库(7)、杂波数据数据库(8)以及场景状况数据库(9)中。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述解析表示基于特定虚拟场景中的虚拟目标的虚拟目标参数以及所述特定虚拟场景的虚拟场景参数。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述虚拟目标参数是以下中的一个或更多个：目标类型，包括行人、骑自行车者、汽车、卡车、动物、摩托车、工程车辆、道路标志、道路障碍物；目标速度、距离、角度或运动轨迹；以及目标雷达横截面(RCS)，包括雷达波束部分覆盖目标的情况以及RCS随时间的变化。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述虚拟场景参数是以下中的一个或更多个：虚拟环境场景状况；以及虚拟交通场景状况。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述虚拟环境场景状况是以下中的一个或更多个：地理地图；虚拟环境中的静态对象；以及天气状况。10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：为所述特定虚拟场景中的所有物理元素提供3-D图形模型和用于反射雷达射线的点云。11.根据权利要求10所述的方法，其中，通过聚合所述点云中的点目标的雷达特征信号来创建扩展对象特征信号。12.根据权利要求6至11中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：基于被测车辆的决策输入(120)来连续地更新所述虚拟场景参数。13.根据权利要求6至12中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：针对沿任意轨迹移动的目标生成包括瞬时幅度和瞬时相位的模拟反射雷达特征信号。14.根据权利要求6至13中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：识别引起二次反射的反射点和路径。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于虚拟目标参数的规格、虚拟场景列表以及虚拟场景状况来随机地选择所述模拟反射雷达特征信号。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述模拟反射雷达特征信号包括全连续波。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：基于雷达参数的变化来适配所述模拟反射雷达特征信号。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：生成反映所述虚拟目标的角位置的模拟反射雷达特征信号。19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：生成对应于单个转向波束雷达的至少一个虚拟目标的模拟反射雷达特征信号。20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：生成雷达反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯拉·哈格希吉，福希梅·拉菲耶伊尼亚，
申请(专利权)人：尤尼克塞克有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE