Delphi为汽车主动安全系统开发雷达传感器对准算法

“MATLAB是我的首选工具,因为它加快了算法的设计和改进。我可以在一个地方进行数据分析、算法开发、算法可视化和仿真,然后生成可靠、高效、易于软件工程师集成到更大系统中的C代码。”

挑战

四周内交付量产汽车雷达传感器校准算法

解决方案

使用MATLAB开发算法,并使用MATLABCoder生成生成C代码

结果

  • 对于该算法,生成的C代码与手写C代码一样高效
  • 开发时间减半
  • 算法更改很容易在几秒钟内进行验证和编码
德尔福的多模电子扫描雷达(ESR),使用单个雷达提供中程宽覆盖和远程高分辨率覆盖。图片由Delphi提供。

汽车雷达是一种用于碰撞缓解、盲点警报、自适应巡航控制和许多其他主动安全功能的启用技术。雷达系统提供有关车辆和其他物体的距离、距离速率和方位信息数据。该数据的准确性取决于雷达传感器的精确对准。

Delphi使用MATLAB®和MATLAB Coder™加速雷达传感器对准算法的设计、仿真和实现。

Delphi系统工程师Liang Ma说:“通过MATLAB,我们可以在一个环境中分析数据和设计算法,这样我们就可以快速尝试新的想法,然后通过绘图和统计分析对其进行评估。”。“一旦我们验证了一种算法,我们就可以使用MATLAB编码器生成与手写代码一样高效的生产C代码。”

挑战

车辆行驶时,雷达传感器对准算法每秒执行40次以上。在1毫秒内,它必须根据雷达传感器提供的数据以及车速、传感器在车辆上的位置及其指向角度计算未对准角度。

在过去,Delphi系统工程师将MATLAB原型算法交给软件工程师用C实现。这种方法有几个缺点。当软件工程师的工作量很大时,他们往往在数周内无法开始C实现的工作。通信具有挑战性,因为系统工程师和海上软件工程师被几个时区隔开。软件工程师有时会误解原型算法,并交付无法满足设计和性能要求的C代码。

由于对主动安全系统的需求很高,德尔福只有四周的时间来改进新雷达产品的雷达传感器对准算法。他们需要一种方法,使系统工程师能够交付他们自己的产品C代码。

解决方案

Delphi采用MATLAB和MATLAB编码器开发并实现了雷达传感器对准算法。

Liang使用MATLAB分析了从道路测试真实车辆中获取的传感器记录数据。借助大量测试数据和强大的MATLAB内置函数,Liang实现并验证了一种雷达传感器对准算法,该算法通过原始雷达检测和主机车速计算传感器未对准角度。该算法计算线性方程组的最小二乘解。它还基于最小二乘解的残差来估计计算角度的精度。

为了验证算法,Liang使用MATLAB中记录的传感器和车辆数据进行了仿真。然后,他使用MATLAB脚本处理了大量的车辆数据,验证了算法计算的传感器错位角的准确性。

他使用MATLAB编码器从算法中生成C代码。他通过在MATLAB测试代码中调用MEX函数来验证C代码,并将生成的代码的结果与原始MATLAB算法的结果进行比较,在几分钟内完成了每次迭代。

最初,在ARM10处理器上运行生成的C代码在3毫秒以上的时间内计算出失准角。Liang删除了冗余逻辑,组合了for-loop,并在MATLAB代码中执行了其他优化,直到生成的代码在不到1毫秒的时间内完成计算,这满足了吞吐量要求。

按照计划,Liang将改进算法的验证C代码交付给软件集成团队,以便集成到生产系统中。

德尔福已经在几家原始设备制造商的生产车辆的主动安全系统中使用了这种雷达传感器对准算法,但没有报告任何缺陷。

Liang和他的同事使用MATLAB和MATLAB编码器设计并实现了其他几种生产算法,包括目标选择算法,该算法使用融合轨迹信息、摄像机视觉对象和宿主车辆信息为OEM的主动安全功能选择合适的目标。

结果

  • 对于该算法,生成的C代码与手写C代码一样高效梁说:“我们用MATLAB编码器生成的C代码运行速度与早期手工编码算法的实现速度一样快。”。“生成的代码也很容易集成,没有缺陷,我们从不修改它。”

  • 开发时间减半“我在三周内开发出了算法,只剩下一周时间用C实现并验证它,”梁说。“MATLAB编码器使我能够按时完成项目。由软件工程师进行手工编码将需要四个多星期的时间。”

  • 算法更改很容易在几秒钟内进行验证和编码“使用我们的传统方法,软件工程师可能需要一周的时间来实现我对算法所做的更改,”Liang说。“使用MATLAB和MATLAB编码器,我可以在不到一分钟的时间内自己生成生产C代码,使我能够快速评估新想法。”