車用毫米波雷達驗證測試

毫米波雷達指的是介於波長1~10毫米,頻率在30~300GHz之間的雷達,由於它在天氣環境險惡條件下有優異的穿透表現(例如大霧或大雨條件下),近年來被廣泛用在車聯網與先進駕駛輔助系統(ADAS)的應用,偵測透過鏡頭但因為受到距離與環境因素影響而不易捕捉的物件。此雷達在對於駕駛者保持一定的行車距離的安全項目中,扮演著舉足輕重的腳色,因此是絕對不能忽略的項目。

諮詢

什麼是車用毫米波雷達

目前車用毫米波雷達頻率分為24GHz, 77GHz至79GHz 三種頻段,24GHz又稱為短波雷達,感測距離從0.15公尺至約30公尺左右,主要作為停車輔助 (Parking Assist) ;77GHz感測距離從1公尺至約100公尺左右,主要作為盲點偵測 (Blind Spot Detection) ,79GHz感測範圍可到250公尺,因此運用在主動式定速巡航(Adaptive Cruise Control)與前方追撞警告系統(Forward Collision Warning System), 讓車主有足夠的時間來煞車或閃避。

雷達規格

類型 短距離雷達 中距離雷達 遠距離雷達
頻率 24GHz,79GHz 24GHz,77GHz,79GHz 77GHz,79GHz
距離 0.15-30m 1-100m 10-250m
距離分辨率 0.1m/0.02m 0.5m/0.1m 0.5m/0.1m
速度分辨率 0.6m/s / 0.1ms 0.6m/s / 0.1ms 0.6m/s / 0.1ms
角度精度 0.5° 0.1°
3db波束角 ±80° ±40° ±15°

近年來毫米波雷達也開始應用在在車內的駕駛偵測與車機操作,運用60GHz頻率的雷達在偵測駕駛者的手勢用於控制車機介面、偵測乘客數量與種類來提供安全性的輔助 (例如離車提醒有小嬰兒在後座) 。而77GHz頻率的雷達是不被開放在車內使用。

美國國家交通安全管理局 (NHTSA)宣布,多數美國市場的汽車製造商,同意在2022年前,會將AEB自動緊急煞車輔助系統 (Autonomous Emergency Braking) 列為新車標準配備,降低交通意外的產生,而毫米波雷達也是AEB的核心技術。

(美國國家交通安全管理局(NHTSA)相關資料)

使用基於毫米波雷達的系統存在部分潛在風險

隨著車聯網與自駕車的開發與運用變得更複雜,如果毫米波雷達的設計不良,可能會造成以下的狀況,而這些一部分是真實案例,均會對駕駛生命與安全造成最直接的影響!

  • 太敏感 – 雷達系統在於前方淨空未有障礙,卻無預警緊急煞車的風險
  • 不敏感 – 在駕駛時沒辨識到行人而撞上,自動急煞系統沒作用
  • 干擾 – 來自對向的雷達干擾與辨識延遲,導致無法及時反應而造成交通意外。

驗證毫米波雷達的重點

針對車用的毫米波雷達,在專案早期會進行功能性測試,透過雷達障礙物模擬來模擬一個或多個角度來的車子與ADAS相關的情境,例如速度,距離,雷達散射截面(RCS)與波達角(AoA), 並量測等效全向輻射功率(EIRP),相位噪聲,頻率,頻譜分析,波束寬度與chirp信號分析。中期可配合車子動力學模擬軟體與其他設備進行硬體在環 (HITL)測試,而後期在實驗場域進行最後的使用性確認。

百佳泰能提供 mmWave Radar 的測試服務

測試項目 測試目的
雷達障礙物模擬 (例如不同參數速度,距離,RCS與AoA) 為道路上模擬遇到障礙物的駕駛情境
量測EIRP,相位噪聲,頻率,頻譜分析,波束寬度與chirp信號分析 針對雷達波的訊號品質做量測
ADAS情境模擬 為各種智慧駕駛情境模擬
HITL 硬體在環測試 虛擬實境駕駛模擬
手勢測試 車機手勢模擬測試
用戶情境測試 各種駕駛情境雷達測試(如停車, 開門)
現場試驗 汽車道路實測