了解有關(guān)高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 的更多信息，以及仿真如何幫助克服開發(fā)挑戰(zhàn)并支持準(zhǔn)確、安全和可靠的系統(tǒng)。

 

介紹

深夜，在繁忙的高速公路上。汽車稍微偏離車道，但在駕駛員做出反應(yīng)之前，ADAS 車道保持系統(tǒng)就會輕輕地糾正路線。由于先進(jìn)的傳感和控制技術(shù)，原本可能存在危險(xiǎn)的時(shí)刻被忽視了。

 

這是高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 的承諾。通過將天線、傳感器、連接和軟件相結(jié)合，它們使駕駛更加安全，并為自動駕駛汽車鋪平了道路。然而，這一承諾背后隱藏著一項(xiàng)重大的工程挑戰(zhàn)：確保所有這些系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)條件下可靠工作。在路上測試每一種可能性是不切實(shí)際的。高保真模擬提供了答案。它允許工程師在構(gòu)建物理原型之前就設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和優(yōu)化 ADAS 性能。

 

你將學(xué)到什么

在本文中，我們將探討：

l開發(fā)安全可靠的 ADAS 面臨的最重大挑戰(zhàn)。

l仿真如何支持天線設(shè)計(jì)、雷達(dá)精度、人身安全、天氣適應(yīng)能力、連接性等。

l達(dá)索系統(tǒng)解決方案如何幫助汽車制造商加速創(chuàng)新并降低風(fēng)險(xiǎn)。

 

ADAS的挑戰(zhàn)

為了正常運(yùn)行，ADAS 必須不斷解讀周圍環(huán)境：道路標(biāo)記、標(biāo)志、天氣狀況、行人、其他車輛和互聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)、GPS 和 5G 或 6G 連接的無縫集成。

 

然而，這些系統(tǒng)面臨著重大挑戰(zhàn)：天線受到車輛幾何形狀的影響，多個(gè)系統(tǒng)可能相互干擾，傳感器必須遵守嚴(yán)格的安全法規(guī)，以及雨水或泥漿等環(huán)境因素可能會遮擋攝像頭。僅通過物理測試來涵蓋所有可能的情況將是非常昂貴和耗時(shí)的。

 

仿真如何增強(qiáng) ADAS

仿真可以幫助工程師在設(shè)計(jì)周期的早期預(yù)測并解決這些問題。它提供了一個(gè)虛擬環(huán)境，可以在無數(shù)的現(xiàn)實(shí)場景中測試天線、傳感器和連接。

 

天線設(shè)計(jì)和放置

車輛的形狀和材料可以極大地影響天線性能。一旦安裝在彎曲的金屬主體上，理論上可行的方法在實(shí)踐中可能行不通。仿真使工程師能夠評估布局、分析增益和波束方向等性能指標(biāo)并盡早完善設(shè)計(jì)。

 

借助Antenna Magus和CST Studio Suite，團(tuán)隊(duì)可以快速選擇天線設(shè)計(jì)、運(yùn)行整車電磁仿真并優(yōu)化布局以實(shí)現(xiàn)最大覆蓋范圍。

 

 

仿真可確保天線性能符合實(shí)際條件。

 

雷達(dá)后處理和幽靈目標(biāo)檢測

雷達(dá)對于探測障礙物至關(guān)重要，但附近物體的反射可能會產(chǎn)生“幽靈目標(biāo)”。如果不加以解決，這些錯(cuò)誤信號可能會導(dǎo)致系統(tǒng)混亂。

 

CST Studio Suite提供先進(jìn)的雷達(dá)后處理功能，使工程師能夠可視化信號路徑、檢查通道脈沖響應(yīng)并分析多普勒速度和到達(dá)角度。這可確保雷達(dá)陣列配置為最大限度地減少幽靈目標(biāo)并提供準(zhǔn)確的檢測。

 

 

雷達(dá)模擬可識別并消除幽靈目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)可靠檢測。

 

人體暴露合規(guī)性

天線和傳感器發(fā)射的電磁場必須保持在全球安全標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。物理測試成本高昂且有限，但模擬可以分析現(xiàn)實(shí)場景中的暴露情況。

 

借助CST Studio Suite，工程師可以在車輛內(nèi)部和周圍放置虛擬人體模型，自動計(jì)算比吸收率 (SAR) 并確認(rèn)符合監(jiān)管閾值。

 

 

模擬確認(rèn)符合電磁安全標(biāo)準(zhǔn)。

 

污染優(yōu)化

天氣和路況可能會因雨、雪或泥漿遮擋攝像頭和傳感器，從而限制其有效性。及早預(yù)測和緩解這一問題至關(guān)重要。

 

借助PowerFLOW，流體動力學(xué)模擬可以預(yù)測不同駕駛條件下的噴霧模式。工程師可以識別有風(fēng)險(xiǎn)的傳感器并調(diào)整車輛設(shè)計(jì)或放置以最大程度地減少污染。

 

流體模擬有助于防止傳感器被噴霧或污垢堵塞。

 

虛擬試駕

任何物理測試程序都無法涵蓋 ADAS 必須面對的各種駕駛條件。虛擬試駕提供了一種安全且經(jīng)濟(jì)高效的替代方案。

 

使用CATIA SCANeR，工程師可以創(chuàng)建真實(shí)的駕駛環(huán)境，在無數(shù)的交通和天氣場景下驗(yàn)證 ADAS 算法，并收集直接用于設(shè)計(jì)改進(jìn)的見解。

 

 

虛擬試駕可在數(shù)百萬個(gè)模擬場景中驗(yàn)證 ADAS。

 

6G 連接和智慧城市模擬

隨著車輛的互聯(lián)程度越來越高，可靠的 V2X 和未來的 6G 鏈路必須在復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證。傳統(tǒng)的天線指標(biāo)是不夠的；工程師需要了解信號在現(xiàn)實(shí)條件下的行為方式。

 

借助CST Studio Suite，工程師可以使用建筑物、道路、地形和周圍車輛的詳細(xì) 3D 模型來模擬大規(guī)模電磁波的傳播。這些研究能夠評估代表性行駛路線上的覆蓋范圍、干擾和信道響應(yīng)，有助于確保 ADAS 連接在密集環(huán)境中保持穩(wěn)健和彈性。

 

跨團(tuán)隊(duì)協(xié)作

ADAS 開發(fā)涉及機(jī)械工程師、電子專家、系統(tǒng)架構(gòu)師等。3DEXPERIENCE 平臺提供了一個(gè)統(tǒng)一的環(huán)境，其中：

l團(tuán)隊(duì)始終使用最新的幾何結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)模型。

lCAD、PLM 和模擬數(shù)據(jù)保持同步。

l在促進(jìn)協(xié)作的同時(shí)保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)。

l開發(fā)周期更短，風(fēng)險(xiǎn)更低。

 

結(jié)論

構(gòu)建可靠的 ADAS 需要的不僅僅是在車輛上添加傳感器。它需要一個(gè)集成的生態(tài)系統(tǒng)，其中天線、電子設(shè)備、連接和軟件都可以無縫地協(xié)同工作。

 

借助SIMULIA 和CATIA解決方案，工程師可以模擬 ADAS 的各個(gè)方面，從天線放置和雷達(dá)鬼目標(biāo)檢測到人體暴露合規(guī)性和 6G 城市規(guī)模連接。借助3D EXPERIENCE 平臺，所有這些知識都匯集在一起，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)作、集成和全生命周期可追溯性。這種基于模型的端到端方法使汽車制造商能夠降低開發(fā)成本，加速創(chuàng)新，并自信地從輔助駕駛過渡到完全自動駕駛。