摘要:随着大众对汽车驾驶安全性、舒适性要求的不断提升,人们正进入一个新兴的“汽车雷达时代”,伴随着很多创新发展、颠覆性技术和新晋厂商。毫米波雷达是未来车载主力传感器之一,它将和摄像头、激光雷达、超声波传感器一起为高级驾驶辅助系统 (ADAS)和自动驾驶汽车“保驾护航”。本文将对车用毫米波雷达发展的现状、应用情况及未来发展趋势等进行梳理。
毫米波雷达概述
毫米波是指波长介于1-10mm的电磁波,波长短、频段宽,比较容易实现窄波束,雷达分辨率高,不易受干扰。毫米波雷达是测量被测物体相对距离、相对速度、方位的高精度传感器,早期被应用于军事领域,随着雷达技术的发展与进步,毫米波雷达传感器开始应用于汽车电子、无人机、智能交通等多个领域。
毫米波雷达原理
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(如汽车与其它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(ECU)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。
毫米波雷达的特点
目前毫米波雷达主要是以24 GHz SRR系统+77 GHz LRR系统的形式出现,24 GHz毫米波雷达主要负责短距离探测,而77 GHz毫米波雷达主要负责远距离探测。
77 GHz雷达相对于24 GHz雷达体积更小,77 GHz雷达波长不到24 GHz的1/3,所以收发天线面积大幅减小,整个雷达的尺寸有效下降,对于追求小型化非常有利。
77 GHz雷达可以同时满足高传输功率和宽工作带宽,满足这两点使得其可以同时做到长距离探测和高距离分辨率。
国内产业发展面临的问题
国外毫米波雷达产业已经发展几十年,而我国毫米波雷达产业链尚未成熟,车载毫米波雷达在国内的属于起步阶设,产业化进程仍待突破。主要体现在以下4个方面:
缺少人才和经验:需要丰富的雷达系统和毫米波射频设计的经验和能力,而这一领域的人才多集中在军方和国外厂商手里。
缺少生产设备:批量生产测试校准是个复杂的系统工程,包括测试设备、标定、材料分析;国内目前仍然缺少77 GHz生产工艺设备。
投入较高:多数设备需要从国外购买,预计一条24 GHz生产线投入至少千万元以上,有时候可能更高。
开发周期较长:毫米波雷达一款产品开发周期一般要超过12个月以上,稳定周期长达2年,对一些企业开发来说,面临巨大挑战。