Решит ли цифровой радар возникающие проблемы, связанные с помехами ADAS?

Технология, которая заставляет ADAS работать и которая в конечном итоге будет переходя на следующую, более продвинутую фазу коммерческих AV, все еще имеет серьезные ограничения.

Когда наши автомобили тормозят автоматически, чтобы избежать аварии, или аккуратно заправляются на стесненной парковке, не касаясь руля руками, мы воспринимаем это не столько как технологическое чудо, сколько как исполнение ожиданий потребителей. Этот факт является свидетельством того, насколько далеко мы продвинулись в продвижении к автономной мобильности, и что установка передовых систем помощи водителю (ADAS) незаметно стала отраслевым стандартом при производстве новых автомобилей.

Но технология, которая заставляет ADAS работать и которая в конечном итоге приведет нас к следующему, более продвинутому этапу коммерческих AV, все еще имеет серьезные ограничения. Чтобы добиться непрерывного прогресса и обеспечить мобильность следующего поколения, OEM-производителям и системным разработчикам необходимо будет принять трудные решения о том, на чем следует сосредоточиться. В конце концов, некоторые технологии, которые сыграли важную роль в достижении этого момента, возможно, придется переосмыслить или даже заменить . - если мы надеемся достичь этого следующего этапа в обозримом будущем.

Одной из непосредственных проблем для разработчиков является использование радара в ADAS, что в последнее время стало причиной беспокойства по мере того, как технология становится все более распространенной. Радар является важным компонентом для достижения точного зондирования в различных системах. Очень важно обнаруживать удаленные объекты, а также скорость, с которой могут двигаться пешеходы или другое транспортное средство.

Расстояние и скорость, возможно, являются наиболее важными аспектами любого ADAS. Поскольку количество радаров на дорогах увеличивается, многие эксперты беспокоятся о возможных помехах сигналам - это реальная проблема, которую было бы бессовестно игнорировать.

Радиолокационные помехи

Сначала мы должны сформулировать и понять проблему:что такое радиолокационные помехи и каковы трудности, которые они представляют для разработчиков AV?

Радиолокационные помехи называют «ахиллесовой пятой» автоматических транспортных средств и транспортных средств с водителем. Радиолокационные помехи в контексте AV на удивление легко понять. Излучатель передает сигнал, который отражается от объекта и собирается и обрабатывается приемником радара. Но когда два или более сигналов от разных радаров пересекаются, они могут мешать друг другу, вызывая любое количество осложнений.

Помехи поднимают проблемы безопасности, учитывая, что радар часто является незаменимым компонентом возможностей обнаружения ADAS. Такие важные функции, как помощь при парковке, обнаружение слепых зон, адаптивный круиз-контроль, предупреждение о лобовом столкновении и автоматическое экстренное торможение, стали возможны благодаря использованию радара.

Проблема становится еще сложнее, если учесть, что последняя функция становится обязательной в целых 40 странах, как это принято Европейской экономической комиссией Организации Объединенных Наций (ЕЭК ООН), Китаем и совсем недавно в США.

В худшем случае проблема помех не будет устранена в достаточной степени, пока наши дороги не будут заполнены транспортными средствами с радаром для поддержки большего числа развертываний ADAS, что может привести к предотвращаемым авариям и человеческим жертвам из-за помех сигнала. Это явление называется «перегрузкой радара» и возникает, когда слишком много сигналов радара ухудшают характеристики датчика.

Радиолокационные помехи могут возникать между радарами на одном и том же транспортном средстве, а также между радарами на соседних транспортных средствах. Если бы это не было буквально вопросом жизни и смерти, мы могли бы оценить иронию того, что происходит в результате глобального мандата. Ирония заключается в том, что, конечно же, технология, призванная защищать нас, поставит под угрозу жизни людей.

Возможные решения

Возможность широкого распространения радиолокационных помех, снижающих целостность функций безопасности, представляет собой реальную проблему для разработчиков ADAS. Тем не менее, в отрасли нет единого мнения по поводу решения проблемы помех.

Автомобильный сектор был осведомлен о потенциальных проблемах, связанных с помехами, в течение почти десяти лет, о чем свидетельствует отчет, выпущенный европейским проектом, известным как MOSARIM (Повышение безопасности для всех за счет подавления радиолокационных помех). Проблема также изучалась различными агентствами, и общий вывод состоит в том, что радиолокационные помехи практически не представляют угрозы в условиях с небольшим количеством конкурирующих радаров.

Однако при возникновении перегрузки вероятность ошибки значительно возрастает.

Как указано в отчете Национальной администрации безопасности дорожного движения, «системы, которые хорошо работают в среде с небольшим количеством других радаров, могут испытывать значительное ухудшение характеристик в условиях перегруженности радарами ... в сценариях с множеством транспортных средств, работающих с радарами в диапазоне 76-81 ГГц, мощность других радаров, вероятно, на несколько порядков будет превышать мощность эхо-сигналов от целей, необходимых для конкретных характеристик ».

В настоящее время автомобильная промышленность мало что делает, полагаясь только на выделенный частотный спектр для транспортных средств (диапазон от 76 до 81 ГГц, указанный выше), оставляя детали на усмотрение разработчиков автомобильных радаров. И это несмотря на то, что все должны работать вместе в пределах этой ограниченной полосы пропускания. К сожалению, регулирование разработчиков радаров будет затруднено, и даже лучшие результаты, вероятно, появятся только со временем после преодоления сопротивления отрасли.

Дело в том, что радиолокационные помехи нужно устранять сейчас, а не позже. Наиболее логичным шагом вперед может быть переоценка существующих радарных технологий, определение того, как эти технологии могут быть улучшены или их следует заменить технологиями, более приспособленными для борьбы с помехами.

Многие автомобили, оснащенные ADAS, сегодня используют технологии непрерывной волны с частотной модуляцией (FMCW) или «аналоговый радар». Системам на основе FMCW не хватает адаптируемости для правильного функционирования в определенных средах, в том числе перегруженных радиолокационными сигналами. Современные радары FMCW используют такие методы, как скачкообразная перестройка частоты и временное дрожание на передающей стороне, а также исключение временной области на приемной стороне для уменьшения взаимных помех от ближайших радаров.

Однако эти методы имеют свои ограничения, и многие аналоговые радары по-прежнему подвержены риску обнаружения «призрачной» цели, что приводит к «ложным сигналам тревоги», вызывающим ненужную активацию автоматического торможения.

В отличие от них, цифровые радарные технологии по своей природе лучше подавляют помехи по сравнению с их аналоговыми аналогами.

Цифровые радары отличаются от аналоговых систем во многих отношениях, в первую очередь своим уникальным кодом для каждого передаваемого сигнала. Это ключевой элемент цифровой кодовой модуляции (DCM), позволяющий радарам отличать свой собственный сигнал от множества других сигналов в перегруженной среде.

Эта функция абсолютно необходима для повсеместного внедрения технологий AV и ADAS. В то время как методы скачкообразной перестройки частоты, используемые аналоговыми радарами, остаются проблематичными из-за доступности полосы пропускания и отсутствия стандартизации, цифровой радар сравнительно неограничен благодаря использованию 10 ¹⁸ различные уникальные идентификационные коды. Фактически, DCM по своей сути делает его более невосприимчивым к взаимным помехам, уменьшая количество призрачных целей, которые могут вызвать ложное срабатывание автоматических тормозных систем.

В отсутствие нормативных требований радиолокационные помехи в лучшем случае станут серьезным препятствием для расширения автономной мобильности. В худшем случае это создает крайнюю ответственность и опасения по поводу общественной безопасности. Поскольку вмешательство регулирующих органов далеко не обязательно, производителям оборудования и разработчикам придется переоценить радарные технологии, установленные в их транспортных средствах. По крайней мере, потенциальная роль цифровых радаров в уменьшении помех заслуживает серьезного рассмотрения.

–Макс Либерман - вице-президент компании Uhnder Inc., поставщика цифровых автомобильных радаров.

>> Эта статья изначально была опубликована на нашем дочернем сайте EE Times.

---

Связанное содержание:

• Помехи сигнала ставят под угрозу безопасность автомобильных радаров.
• Платформа GNSS повышает точность ADAS
• Устранение угроз для GNSS
• Технология времени пролета обещает повышенную точность.
• У автомобилей ADAS низкие показатели безопасности пешеходов.
• Технология Lidar позволяет обнаруживать на большом расстоянии.

Чтобы получить больше информации о Embedded, подпишитесь на еженедельную рассылку Embedded по электронной почте.