更智能、更安全的驾驶：CST Studio Suite仿真如何推动ADAS创新

https://www.ict.com.cn/Software/CST.html了解有关高级驾驶辅助系统 （ADAS） 的更多信息，以及仿真如何帮助克服开发挑战并支持准确、安全和可靠的系统。

介绍

深夜，在繁忙的高速公路上。一辆汽车稍微偏离车道，但在驾驶员做出反应之前，ADAS 车道保持系统会轻轻地纠正路线。由于先进的传感和控制，本来可能是一个危险的时刻被忽视了。

这就是高级驾驶辅助系统 （ADAS） 的承诺。通过结合天线、传感器、连接和软件，它们使驾驶更加安全，并为自动驾驶汽车铺平了道路。然而，这一承诺的背后隐藏着一个重大的工程挑战：确保所有这些系统在现实条件下可靠地工作。在路上测试每一种可能性是不切实际的。高保真模拟提供了答案。它允许工程师在构建物理原型之前很久就设计、验证和优化 ADAS 性能。

您将学到什么

在本文中，我们将探讨：

• 开发安全可靠的ADAS面临的最重大挑战。

• 仿真如何支持天线设计、雷达精度、人员安全、天气适应能力、连接性等。

• 达索系统解决方案如何帮助汽车制造商加速创新并降低风险。

ADAS 的挑战

为了正常运行，ADAS 必须不断解释其周围环境：道路标记、标志、天气状况、行人、其他车辆和互联基础设施。实现这一目标需要雷达、摄像头、激光雷达、GPS 和 5G 或 6G 连接的无缝集成。

然而，这些系统面临着重大挑战：天线受车辆几何形状的影响，多个系统可能相互干扰，传感器必须遵守严格的安全法规，雨水或泥浆等环境因素可能会阻挡摄像头。仅通过物理测试来涵盖所有可能的情况将非常昂贵和耗时。

仿真如何增强 ADAS

仿真可帮助工程师在设计周期的早期预测并解决这些问题。它提供了一个虚拟环境，可以在无数的现实场景中测试天线、传感器和连接。

天线设计和放置

车辆的形状和材料会极大地影响天线性能。一旦安装在弯曲的金属机身上，理论上有效的方法在实践中可能就行不通了。仿真使工程师能够评估布局、分析增益和波束方向等性能指标，并及早完善设计。

跟Antenna Magus 和CST Studio Suite,，团队可以快速选择天线设计，运行全车电磁仿真并优化放置以实现最大覆盖范围。

仿真确保天线性能与实际条件相匹配。

雷达后处理和幽灵目标检测

雷达对于探测障碍物至关重要，但附近物体的反射可能会产生“幽灵目标”。如果不加以解决，这些错误信号可能会使系统感到困惑。

CST Studio Suite提供先进的雷达后处理功能，使工程师能够可视化信号路径，检查信道脉冲响应并分析多普勒速度和到达角。这确保了雷达阵列的配置，以最大限度地减少幽灵目标并提供准确的检测。

雷达仿真可识别并消除幽灵目标，以实现可靠的检测。

人体暴露合规性

天线和传感器发出的电磁场必须保持在全球安全标准范围内。物理测试成本高昂且有限，但仿真可以在现实场景中分析暴露。

借助 CST Studio Suite，工程师可以将虚拟人体模型放置在车辆内部和周围，自动计算比吸收率 （SAR） 并确认是否符合法规阈值。

模拟确认符合电磁安全标准。

污垢优化

天气和路况可能会因雨、雪或泥泞而阻挡摄像头和传感器，从而限制其有效性。及早预测和缓解这种情况至关重要。

跟 动力流，流体动力学仿真预测不同驾驶条件下的喷雾模式。工程师可以识别有风险的传感器并调整车辆设计或放置，以最大限度地减少污染。

体模拟有助于防止传感器被喷雾或污垢阻挡。

虚拟试驾

任何物理测试程序都无法涵盖ADAS必须面对的无穷无尽的驾驶条件。虚拟试驾提供了一种安全且经济高效的替代方案。

用CATIA或SOLIDWORKS扫描，工程师可以创建逼真的驾驶环境，在无数的交通和天气场景下验证 ADAS 算法，并收集直接用于设计改进的见解。

虚拟试驾可在数百万个模拟场景中验证 ADAS。

6G 连接和智慧城市模拟

随着车辆的互联程度越来越高，必须在复杂的环境中验证可靠的 V2X 和未来的 6G 链路。传统的天线指标是不够的;工程师需要了解信号在现实条件下的行为方式。

借助 CST Studio Suite，工程师可以使用建筑物、道路、地形和周围车辆的详细 3D 模型来模拟大规模电磁波的传播。这些研究能够评估沿代表性行驶路线的覆盖范围、干扰和信道响应，有助于确保ADAS连接在密集环境中保持稳健和弹性。

跨团队协作

ADAS 开发涉及机械工程师、电子专家、系统架构师等。这3DEXPERIENCE 平台提供统一的环境，其中：

• 团队始终使用最新的几何形状和系统模型。

• CAD、PLM 和仿真数据保持同步。

• 知识产权受到保护，同时实现协作。

• 开发周期更短，风险更低。

结论

构建可靠的ADAS需要的不仅仅是在车辆上添加传感器。它需要一个集成的生态系统，天线、电子设备、连接和软件都可以无缝协作。

跟SIMULIA和 CATIA解决 方案，工程师可以模拟ADAS的各个方面，从天线放置和雷达幽灵目标检测到人体暴露合规性和6G城市规模连接。借助 3DEXPERIENCE 平台，所有这些知识都汇集在一起，实现协作、集成和全生命周期可追溯性。

这种基于模型的端到端方法使汽车制造商能够降低开发成本，加速创新，并自信地从辅助驾驶过渡到完全自动驾驶。