摘要
随着 AD/ADAS 技术规模化应用，模拟仿真测试已成为研发核心环节。感知系统作为 AD/ADAS 的 “眼睛”，其性能验证依赖高精度实物仿真环境。本文基于视觉摄像头、毫米波雷达的工作原理，系统阐述两类核心传感器的实物仿真环境构建方案，明确技术参数与适用场景，为自动驾驶感知系统测试提供技术支撑。
一、视觉摄像头实物仿真环境构建
1.1 摄像头工作原理
视觉摄像头通过光学模组将光线投射至感光芯片，完成 “光信号→电信号” 转换，经滤波、编码后生成数字视频流；主控板集成 AI 处理器与图像处理单元，实现车辆、行人、车道线等目标的实时识别（前向摄像头需透过风挡玻璃采集前方场景）。
1.2 仿真方案设计
1.2.1 投影式仿真（适用于单目摄像头）
硬件构成：投影仪（亮度≥5000 流明，分辨率≥1920×1080dpi）、幕布 / 弧形幕（广角镜头适配）、视觉融合设备（多投影仪画面拼接）；
原理：播放预录制场景视频，摄像头采集投影画面完成目标识别；弧形幕 + 融合设备可覆盖≥120° 视场角，满足广角镜头测试需求。
1.2.2 黑箱式仿真（适用于单目摄像头）
硬件构成：光学暗箱（含摄像头固定支架、4K 显示器、直线滑轨、调焦透镜）；
原理：暗箱内显示器播放场景视频，通过滑轨调节调焦透镜位置，确保摄像头光心与显示器画面中心对齐，实现目标清晰识别。
注：上述方案暂不支持双目摄像头（需模拟视差偏差，现有技术无法复现双目视点差异）。
二、毫米波雷达实物仿真环境构建
2.1 毫米波雷达工作原理
基于 77GHz/24GHz 频段，通过 RF 发射天线发射毫米波，接收天线捕获回波信号：
测距：依据发射波与回波的时间差计算距离；
测速：基于多普勒效应，通过回波频移（靠近时频升、远离时频降）测算目标相对速度；
测角：通过多天线阵列接收信号的相位差确定目标方位。
2.2 仿真方案设计（微波暗箱 + 目标模拟器）
硬件构成：毫米波雷达目标模拟器（空馈式信号处理单元）、微波暗箱（屏蔽外部电磁干扰）、旋转云台（搭载被测雷达）；
原理：
模拟器接收被测雷达的发射信号，解析频率、功率等参数；
叠加模拟目标数据（距离、速度、角度）生成回波信号；
旋转云台调节雷达与模拟器的相对角度（0°-360°），实现多方位目标模拟；
微波暗箱确保测试环境电磁干扰≤-80dBμV/m，避免信号杂波影响。
三、结语
感知传感器实物仿真需遵循 “原理匹配 - 介质适配 - 环境控扰” 原则：摄像头依赖光学场景复现，毫米波雷达依赖电磁信号模拟。当前方案可满足单传感器独立测试需求，但 AD/ADAS 整车级测试需突破 “多传感器融合仿真” 技术（如摄像头 - 雷达时空同步校准、多模态信号协同生成），未来需进一步优化环境一致性与场景覆盖性，支撑高阶自动驾驶系统的全工况验证。
