搜索
查看: 218|回复: 0

车载毫米波雷达——高阶自动驾驶的标配

[复制链接]

599

主题

914

帖子

8万

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
82041
发表于 2019-1-11 10:18:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
1.毫米波雷达简介
雷达,是英文Radar的音译,源于radio detection and ranging的缩写,意思为"无线电探测和测距",即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。
屏幕快照 2019-01-11 上午10.15.42.png
毫米波雷达,是工作在毫米波波段(millimeter wave )的雷达,通常是指30~300GHz (波长为1~10mm) 频段。毫米波的波长介于厘米波和光波之间,与红外、激光、电视等光学雷达相比,毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候、全天时的特点。毫米波雷达在雷达探测、高速通信、导弹制导、卫星遥感、电子对抗等军用领域均有广泛的应用,近年来随着毫米波器件水平、电路设计技术、天线技术等相关技术日益发展和不断成熟,毫米波雷达在汽车雷达上的应用也获得了很大的发展。
2.车载毫米波雷达
1)车载毫米波雷达功能
美国汽车工程学会将自动驾驶分为0到5级,目前L1-L2技术已成熟,L3-L4即将量产(如特斯拉、丰田AHAC、通用Super Cruise)。中短期内,智能汽车将以ADAS形式呈现。在相关产业链上,毫米波雷达可以实现自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control),前向防撞报警(Forward Collision Warning),盲点检测(Blind Spot Detection),辅助停车(Parking aid),辅助变道(Lane change assistant)等高级驾驶辅助系统(ADAS)功能。
车载雷达传感器功能及优缺点各有不同,相关比较如下表所示:
屏幕快照 2019-01-11 上午10.16.30.png
其中,车载毫米波雷达是目前唯一的一型号全天时、全天候的车载雷达传感器,是实现自动驾驶的传感器方案中的标配。

2)车载毫米波雷达工作原理
车载毫米波雷达通过天线向外发射毫米波,接收目标反射信号,经后方处理后快速准确地获取汽车车身周围的物理环境信息(如汽车与其他物体之间的相对距离、相对速度、角度、运动方向等),然后根据所探知的物体信息进行目标追踪和识别分类,进而结合车身动态信息进行数据融合,最终通过中央处理单元进行智能处理。经合理决策后,以声、光及触觉等多种方式告知或警告驾驶员,或及时对汽车做出主动干预,从而保证驾驶过程的安全性和舒适性,减少事故发生几率。
屏幕快照 2019-01-11 上午10.16.55.png
3)产品分类
目前各个国家对车载毫米波雷达分配的频段各有不同,国内外主流汽车毫米波雷达频段为24GHz(用于短中距离雷达,15-30米)和77GHz(用于长距离雷达,100-200米)。少数国家(如日本)采用60GHz频段。由于77G相对于24G的距离、精度等诸多优势,未来全球车载毫米波雷达的频段会趋同于77GHz频段(76-81GHz)。
屏幕快照 2019-01-11 上午10.17.24.png
4)智能驾驶应用场景
目前,奔驰S级、奥迪A8两款新车型均实现了L3级自动驾驶,都是搭载了1枚长距离毫米波雷达和4枚中短距离毫米波雷达方案,其中A8还搭载了1枚四线激光雷达与长距离毫米波雷达组成冗余系统。

当前L3级别的普及传感器方案是:长距离毫米波雷达+短距离毫米波雷达+摄像头。未来L3以后的传感器优选方案是:激光雷达+长距离毫米波雷达+短距离毫米波雷达+摄像头。

5)产业链
a)产业上游:
车载毫米波雷达系统主要包括天线、收发模块、信号处理模块组成,其中前端单片微波集成电路(MMIC)和雷达天线高频 PCB 板是毫米波雷达传感器上游的核心。

1)前端单片微波集成电路(MMIC)是毫米波雷达的关键部件,它包括多种功能电路,如低噪声放大器(LNA)、功率放大器、混频器、甚至收发系统等电路。具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高、抗电磁辐射能力强等特点。前端单片微波集成电路(MMIC)技术由国外半导体公司掌控,高频的MMIC只掌握在英飞凌、NXP等极少数国外芯片厂商手中。2015年对国内解除技术,国内的MMIC仍处于起步状态,厦门意行24G已经完成攻关,小批量量产。目前国内实验室水平最高的是东南大学,拥有唯一的毫米波雷达国家重点实验室。

2)雷达天线高频PCB板:毫米波雷达天线的主流方案是微带阵列,即将高频PCB板集成在普通的PCB基板上实现天线的功能。需要在较小的集成空间中保持天线足够的信号强度。77Ghz雷达是更高规格的高频PCB板,目前全球仅罗杰斯、Schweizer等少数公司拥有相关技术。国内PCB板沪电股份已经与Schweizer展开了深度合作。

b)产业中游:
主要是24G雷达传感器和77G雷达传感器两种类型产品。目前车载毫米波雷达产品集成关键技术主要被 Bosch、Continental、 Denso、 Autoliv 等零部件巨头垄断,特别是 77GHz 产品技术只有 Bosch、Continental、Denso、Delphi 等少数几家公司掌握。

c)产业下游:
AEB、ACC等系统智能驾驶解决方案系统商。毫米波雷达通常和AEB、ACC系统一起供应,需要对底盘技术有很深理解,所以主要是博世、大陆、威伯科等国外公司垄断。国内整车厂研发中心也有在研发相关产品,比如吉利旗下的福瑞泰克等。


回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

关闭

站长推荐上一条 /1 下一条

Archiver|手机版|小黑屋|RF技术社区

GMT+8, 2020-8-6 08:23 , Processed in 0.050783 second(s), 8 queries , MemCache On.

Powered by Discuz! X3.4

Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表