汽车毫米波雷达

 

随着现代科学技术的快速发展以及人们生活水平的显著提高,汽车消费每年都在快速增长,汽车保有量迅速增加,汽车安全问题则被普遍的关注,相应的交通事故也急剧上升。大量交通事故数据表明, 80%以上的车祸是由于驾驶员操作失误引起的,65%的车辆相撞是追尾事故,其余的属于侧面或者正面相撞。NEPCON ASIA小编过对汽车事故的调查统计分析,发现大约一半以上的事故是头尾相撞,这就是说有效的汽车防撞系统能够对大约65%的事故发生起到阻止作用。同样在高端汽车领域,人们越来越渴望高科技带来的安全与便捷,结合信号处理技术实现汽车自主智能巡航、辅助泊车、汽车防撞雷达等各种系统已经改变了人们对传统汽车电子的认识。毫米波雷达在汽车电子的典型应用有毫米波防撞雷达、自适应巡航、盲区检测、辅助变道等功能。

01、背景

随着AI 的蓬勃发展,汽车的智能化程度在不断提高,对于驾驶的安全性和舒适性也不断提高;毫米波雷达因其探测精度高,硬件体积小,不受天气环境的影响等优点被广泛采用。越来越多的车辆采用一个或者多个毫米波雷达来辅助驾驶员的驾驶操作,以提高驾驶的舒适性和安全性,避免交通事故的发生。 毫米波雷达可以实现自动驾驶多种功能,ADAS采用的传感器主要有摄像头、毫米波雷达、激光、超声波、红外等。毫米波雷达传输距离远,在传输窗口内大气衰减和损耗低,穿透性强,可以满足车辆对全天气候的适应性的要求,并且毫米波本身的特性,决定了毫米波雷达传感器器件尺寸小、重量轻等特性。很好的弥补了摄像头、激光、超声波、红外等其他传感器,在车载应用中所不具备的使用场景。把毫米波雷达安装在汽车上,可以测量从雷达到被测物体之间的距离、角度和相对速度等。利用毫米波雷达可以实现自适应巡航控制(ACC)、前向防撞报警(FCW)、盲点检测(BSD)、辅助停车、辅助变道等高级驾驶辅助系统(ADAS)功能。比较常见的汽车毫米波雷达工作频率在77GHz附近。 毫米波雷达市场空间广阔,由于各国汽车安全标准的不断提高,导致主动安全技术高级驾驶辅助系统(ADAS)近年来呈快速发展趋势。汽车毫米波雷达因为能够全天候工作,已成为汽车电子厂商公认的主流选择,拥有巨大的市场需求。2014年全球汽车毫米波雷达市场出货量在1900万个,据市场研究机构预测,预计到2020年全球汽车毫米波雷达将近7000万个,2015-2020年的年均复合增速约为24%。

02、汽车毫米波雷达的工作原理 

汽车防撞雷达主要有超声波雷达、激光雷达、毫米波雷达等类型。不同雷达类型的工作原理不一样,其性能和特点也各有优缺点,不同的雷达可以用于实现不同的功能。

超声波雷达是利用传感器内的超声波产生器发出40kHz的超声波,然后探测经过障碍物反射回来的超声波,根据超声波反射接收的时间差来计算汽车与障碍物的距离。超声波雷达成本低,但探测的距离只有几米,用于泊车系统,而且受天气的影响。

激光雷达是根据激光遇到障碍物后的折返时间,计算目标与自己的相对距离。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离,这些轮廓信息组成所谓的点云并绘制出3D环境地图,精度可达到厘米级别,从而提高测量精度。激光雷达具有分辨率高、精度高、抗干扰能力强的优势,主要用于无人驾驶系统,但是激光雷达受天气的影响,在大雪、大雾时功能受到限制,并且价格昂贵。

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