软件控制的雷达正在使自适应的新传感策略成为可能

发布时间:2023-02-15  

顾名思义是用于汽车或其他地面机动车辆的雷达。因此,它包括基于不同技术(比如激光、超声波、微波)的各种不同雷达,有着不同的功能(比如发现障碍物、预测碰撞、自适应巡航控制),以及运用不同的工作原理(比如脉冲雷达、FMCW雷达、微波冲击雷达)。微波雷达在汽车雷达中有着重要的商业意义。

毫米波指波长介于1-10纳米的电磁波,毫米波雷达则指工作在毫米波波段的雷达 。毫米波的波长介于厘米波和光波之间,因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。毫米波雷达得益于特殊的高增益天线(天线增益越高,方向性越好)设计,它的方向性极强,能够准确地辨别障碍物的相对位置。假如当雷达的方向性相对较差的时候,它将照射一个较大的范围,那么如果出现障碍物,我们很难准确测量它的相对位置,只能确定它在这个范围内的某个位置附近。而当雷达的方向性较好的时候,一旦探测到了物体,物体的位置就可以更加准确地框在这个较小的范围内。

毫米波雷达具备全天候和全天时能力,能无碍应对雾、烟、雨、雪、光等全幅工作环境,且具备1000米以上远程测试功能,因此是行业公认未来全汽车要素之一。目前市场主流车载毫米波雷达按频率可分为两大类:一类是24GHz中短程雷达,实现 BSD(BlindSpotDectection,盲点探测系统)功能,另一类是77GHz长程雷达,实现 ACC(AdaptiveCruiseControl,自适应巡航系统)功能。毫米波雷达成本较高,对工艺规格和射频芯片均有较高要求。从产业角度,该技术主要被国际厂商掌握,如Autoliv、Bosch、Continental、HELLA、Delphi、Denso。国内厂商近年来也有突破,如行易道、智波科技、森思泰克、卓泰达、隼眼科技等。

软件控制的雷达正在使自适应的新传感策略成为可能,并且能够从过去的传感经验中学习。这些智能雷达传感器可以彻底改变自动驾驶车辆的感知能力。近年来,半导体和射频技术取得了很大的发展。雷达的关键功能,如信号混合、滤波和调频等,可以通过软件代码有效地控制,且对硬件的依赖性较小。软件控制的雷达模块是汽车应用的一个很有前途的技术趋势。它们可以形成在带宽、测量时间和信道分配方面具有高度适应性的系统。认知雷达正试图解决涉及近距和远距的高精度估算的检测问题,以及涉及多个高速飞行目标的相对速度。这些雷达传感器旨在提高传感器的空间分辨率,从而能够可靠地检测和区分以相同距离和相同速度运动的物体。认知雷达以一种自适应的方式扫描环境,它使用来自以前的测量值和其他传感器或地图数据库的反馈,来较佳地照亮场景。为了进一步改善认知过程,发射器和接收器信道的较优自适应选择问题仍在研究中。该技术预计在需要一定预见能力的场景下会特别适用,比如自动驾驶系统。

完全自动驾驶需要一个强大的感知系统来处理不利的环境条件。自动传感器是无差错驾驶所必需的;每个传感器都有自己独特的功能,可以与其他传感器相辅相成,为自动驾驶汽车打造强大的传感器套件。雷达是集成到汽车中第二昂贵的传感器,排在 LiDAR 之前,对于检测迎面而来的汽车的位置及其速度和轨迹至关重要。凭借检测周围静止和动态物体的能力,雷达还可以透视物体,例如汽车,通过观察车辆下方存在的障碍物来检测它们。由于与雷达相关的好处,目前每辆自动/半自动车辆都配备了雷达。虽然它在感知方面发挥着非常重要的作用,但它需要其他传感器来补充限制。此外,当前的雷达技术本身还有改进的余地,以实现合适的汽车系统。封装问题(尺寸)、分辨率和定位特征是当前一代雷达所缺乏的一些领域。然而,厂商正试图通过各个方面的创新来解决这些问题。

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