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毫米波雷达:你看不见它,但或许你已经离不开它了

2018-07-07 00:29 来源: 上海汽车报

对于一个新手司机来说,倒车雷达和ADAS高级驾驶系统可能是他们的贴心伴侣,而毫米波雷达,则是人们在汽车上实现这一功能的常见工具——尽管你可能看不见它。

在本周举行的上汽 Tech-Show技术展上,不少观众聚集在华域车载毫米波雷达展台前,一边鉴赏由华域技术中心自主研发的24GHz和77GHz两款雷达产品,一边收看由视频演示的毫米波雷达实现倒车雷达、盲点检测、后方来车警告、变道辅助等功能。此外,现场还有数位来自华域技术中心工程师耐心解答由观众提出的技术问题。

对于未能莅临现场的读者而言,想必也对这项日常行车的“贴心伴侣”充满了好奇吧?对此,我们采访到了华域技术中心毫米波雷达专家郭剑鹰博士,听他讲述毫米波雷达的工作原理以及华域自主研发毫米波雷达的相关经历。

什么是汽车毫米波雷达?它有怎样的特点?

郭剑鹰:毫米波雷达是指工作在毫米波波段(波长介于1-10mm)的雷达,它是用于测量被测物体的相对距离、相对速度、方位和俯仰的高精度传感器。

汽车毫米波雷达大体可分为三类:安装在汽车正前方的长距离前向毫米波雷达,用于控制车辆的加减速和制动;安装在车辆后保险杠内的后角雷达,可以实现盲点检测(BSD)、车道变换辅助(LCA)、后向目标横穿警告(RCTA)等功能;安装在前保险杠内的前向角雷达,可以配合前向长距离雷达实现报警和控制功能。

目前的市场对汽车毫米波雷达提出的要求是:更好的性能、更小的体积以及更低的成本。

毫米波雷达:你看不见它,但或许你已经离不开它了

与摄像头和激光雷达相比,毫米波雷达存在哪些优势和劣势?

郭剑鹰:汽车毫米波雷达的优势在于抗干扰能力强,受气候条件影响相对较小。例如,激光无法穿透雨天或者雾天等极端环境,摄像头在夜间的工作效率会大幅降低,而毫米波雷达可以实现24小时操作。不过,激光雷达的分辨率可以更好地描述行人的轮廓,而毫米波雷达的分辨率较为有限,仅为0.5米。

汽车毫米波雷达是如何提升识别效果的?

郭剑鹰:目前的汽车毫米波雷达主要应对三种情况:行人、非机动车、机动车,雷达会进行分类识别,通过分析反射弧波形的特征并加以提取,用概率模型来进行计算、分析相似度,最终获得正确的识别结果。对此,算法工程师会不断对雷达参数进行训练。以行人为例,毫米波雷达通过提取人类手和腿的反射信息作为特征,对系统进行训练,就能取得有关参数。当然,这需要建立在大数据的基础上。

毫米波雷达:你看不见它,但或许你已经离不开它了

工作频段对汽车毫米波雷达有怎样的影响?

郭剑鹰:由于技术发展的原因,历史上曾出现过不少工作频段,包括24GHz ISM频段、26GHz宽频段、77GHz频段以及79GHz频段。

提高工作频段可以提高雷达的距离分辨率与角度分辨率。目前,全球主要国家都已将76GHz-81GHz的更高频段预留给汽车毫米波雷达。然而,由于成本较高以及开发难度较大的原因,76-81GHz频段的的普及度仍在较低水平。换句话说,76GHz-81GHz的工作频段将是未来的一个发展趋势。

毫米波雷达:你看不见它,但或许你已经离不开它了

目前,华域自主研发的汽车毫米波雷达已经发展到怎样的程度了?

郭剑鹰:在角雷达方面,我们经历了从24GHz到77GHz,从后向雷达到前向雷达的演变。目前,有数款24GHz的产品已经在上汽大通和上汽乘用车的产品上量产。而明年产品级的77GHz雷达也将实现量产。在前向毫米波雷达上,我们已经实现了第一代产品的开发,目标识别准确率达到96%。第二代产品的研发也在路上了。

除了基础研发外,产品还需经受环境验证。对此,我们建立了射频微波暗室、HASCO ADAS试验场等多种试验环境。在国内,我们还规划了三个方向的试验道路,测试场景覆盖城市道路、山区道路、乡村道路,包括各种起伏道路。去年年底,我们还特地到东北去做了冬季试验,以检验冰雪覆盖对雷达的影响。

华域毫米波雷达最大的优势在于全自主开发,因此成本会更低,而在性能方面也基本能做到和国外先进产品相持平。

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