自动驾驶汽车传感器技术解析—毫米波雷达

毫米波在5G通信、卫星遥感、导弹制导、电子对抗等领域有着广泛的应用,而近年来随着元器件水平的不断提升,电路设计、天线技术等相关技术日益发展和不断成熟,毫米波雷达的在汽车方面的应用也获得了很大的发展。

作者 / 开拓者 出品 / 公众号“AI汽车人”(ID:aiqicheren)

自动驾驶汽车传感器—毫米波雷达

毫米波雷达的优势在全天候工作,即不良天气、夜晚等环境下可以发挥作用,而激光雷达会受雨雪雾霾的影响;并且毫米波雷达测距远,200 米以上都轻易胜任,但是分辨率低、较难成像,无法识别图像。

由于毫米波雷达技术相对成熟,成本较低,并且在不良天气下表现良好,因此将成为感知设备中重要的一环。但由于其分辨率较低,因此不能作为激光雷达的替代品,而是激光雷达的重要补充设备。

毫米波雷达工作原理 

1.电磁波

毫米波雷达发出和接收的实质上是电磁波,毫米波的频段比较特殊,高于无线电,低于可见光和红外线,频率范围在10GHz~200GHz 之间,属于微波的范畴,波长在1mm~1cm 之间,毫米波的这个频段和波长范围及特性适合车载雷达的应用,如侧向警示、倒车警示等。

2.探测角度小,锥状的波束

毫米波雷达对方位的探测,原理就是使用较窄的波束,因为目标出现在大范围波束中无法精确判断方位,手段就是利用毫米波雷达波长短的特性,大量使用阵列天线来构成窄波束,车载雷达在3~5°,有效提高了方位精度。

毫米波雷达通过发射电磁波并通过检测回波来探测目标的有无、距离、速度和方位。由于毫米波雷达发射出去的电磁波是一个锥状的波束,造成了本身的优缺点,优点,可靠,因为反射面大,缺点,就是分辨力不高。

毫米波雷达分类

目前汽车毫米波雷达频率分为24GHz, 77GHz至79GHz 三种频段,

  • 24GH又称为短波雷达,感测距离从0.15公尺至约30公尺左右,主要作为停车辅助(Parking Assist) ;
  • 77GHz感测距离从1公尺至约100公尺左右,主要作为盲点探测 (Blind Spot Detection) ,
  • 79GHz感测范围可到250公尺,因此运用在主动巡航系统(Adaptive Cruise Control)与汽车前向碰撞报警系统(Forward Collision Warning System), 让车主有足够的时间来煞车或闪避。

近年来毫米波雷达也开始应用在车内的驾驶侦测与车机操作,运用60GHz频率的雷达在侦测驾驶者的手势用于控制车机接口、侦测乘客数量与种类来提供安全性的辅助 (例如车主离开车子的时候,会提醒有小婴儿在后座) 。而77GHz频率的雷达是不被开放在车内使用。

毫米波雷达应用

毫米波雷达在ADAS 上应用大致分为前向雷达和后向雷达,

  • 前向包含自适应巡航ACC、自动紧急制动AEB、前方碰撞预警FCW、主动车道控制ALC、行人检测系统PDS,
  • 后向包含盲点监测BSD、变道辅助LCA、后方碰撞预警RCW、开门报警DOW、倒车碰撞预警RCW 等等

本文已注明来源和出处,版权归作者所有,如有侵权,您可以告知我们(点击此处)

参与评论

请输入你的评论!
请在这里输入你的名字