毫米波雷達(dá)測(cè)距的優(yōu)勢(shì)

精度高抗干擾

同微波導(dǎo)引頭相比,毫米波導(dǎo)引頭具有體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高的特點(diǎn)。在天線口徑相同的情況下,毫米波雷達(dá)有更窄的波束(一般為毫弧度量級(jí)),可提高雷達(dá)的角分辨能力和測(cè)角精度,并且有利于抗電子干擾、雜波干擾和多徑反射干擾等。

全天候全天時(shí)

與紅外、視頻、激光等光學(xué)導(dǎo)引頭相比,毫米波導(dǎo)引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng),具有全天候全天時(shí)的特點(diǎn)。

高分辨多目標(biāo)

由于工作頻率高,可能得到大的信號(hào)帶寬(如吉赫量級(jí))和多普勒頻移,有利于提高距離和速度的測(cè)量精度和分辨能力并能分析目標(biāo)細(xì)節(jié)特征。同時(shí)毫米波雷達(dá)能分辨識(shí)別很小的目標(biāo),并且能同時(shí)識(shí)別多個(gè)目標(biāo),因此具有很強(qiáng)的空間分辨和成像能力。

敏感高誤報(bào)低

系統(tǒng)敏感性高,錯(cuò)誤誤報(bào)率低,不易受外界電磁噪聲的干擾。

高頻率低功率

具有更高的發(fā)射頻率,更低的發(fā)射功率。

可測(cè)速可測(cè)距

采用FMCW調(diào)頻連續(xù)波,能同時(shí)測(cè)出多個(gè)目標(biāo)的距離和速度,并可對(duì)目標(biāo)連續(xù)跟蹤,甚至到靜止目標(biāo)也可保持跟蹤不丟失。

距離遠(yuǎn)實(shí)時(shí)性高

測(cè)量距離遠(yuǎn),達(dá)到雙向12車道200米遠(yuǎn),同時(shí)38Hz 26ms的檢測(cè)頻率具有極強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。

毫米波雷達(dá)的工作原理

以車載毫米波雷達(dá)為例,雷達(dá)通過天線向外發(fā)射毫米波,接收目標(biāo)反射信號(hào),經(jīng)后方處理后快速準(zhǔn)確地獲取汽車車身周圍的物理環(huán)境信息(如汽車與其他物體之間的相對(duì)距離、相對(duì)速度、角度、運(yùn)動(dòng)方向等),然后根據(jù)所探知的物體信息進(jìn)行目標(biāo)追蹤和識(shí)別分類,進(jìn)而結(jié)合車身動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,最終通過中央處理單元(ECU)進(jìn)行智能處理。經(jīng)合理決策后,以聲、光及觸覺等多種方式告知或警告駕駛員,或及時(shí)對(duì)汽車做出主動(dòng)干預(yù),從而保證駕駛過程的安全性和舒適性,減少事故發(fā)生幾率。

在汽車主動(dòng)安全領(lǐng)域,汽車毫米波雷達(dá)傳感器是核心部件之一,其中77GHZ毫米波雷達(dá)是智能汽車上必不可少的關(guān)鍵部件,是能夠在全天候場(chǎng)景下快速感知0-200米范圍內(nèi)周邊環(huán)境物體距離、速度、方位角等信息的傳感器件。

位置

毫米波雷達(dá)通過發(fā)射天線發(fā)出相應(yīng)波段的有指向性的毫米波,當(dāng)毫米波遇到障礙目標(biāo)后反射回來,通過接收天線接收反射回來的毫米波。根據(jù)毫米波的波段,通過公式計(jì)算毫米波在途中飛行的時(shí)間,再結(jié)合前車行駛速度和本車的行駛速度因素,就可以知道毫米波雷達(dá)(本車)和目標(biāo)之間的相對(duì)距離了,同時(shí)也就知道目標(biāo)的位置。

速度

此外,根據(jù)多普勒效應(yīng),毫米波雷達(dá)的頻率變化、本車及跟蹤目標(biāo)的相對(duì)速度是緊密相關(guān)的,根據(jù)反射回來的毫米波頻率的變化,可以得知前方實(shí)時(shí)跟蹤的障礙物目標(biāo)和本車相比的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。因此,表現(xiàn)出來就是,傳感器發(fā)出安全距離報(bào)警時(shí),若本車?yán)^續(xù)加速、或前監(jiān)測(cè)目標(biāo)減速、或前監(jiān)測(cè)目標(biāo)靜止的情況下,毫米波反射回波的頻率將會(huì)越來越高,反之則頻率越來越低。

方位角

關(guān)于被監(jiān)測(cè)目標(biāo)的方位角測(cè)量問題,毫米雷達(dá)的探測(cè)原理是:通過毫米波雷達(dá)的發(fā)射天線發(fā)射出毫米波后,遇到被監(jiān)測(cè)物體,反射回來,通過毫米波雷達(dá)并列的接收天線,通過收到同一監(jiān)測(cè)目標(biāo)反射回來的毫米波的相位差,就可以計(jì)算出被監(jiān)測(cè)目標(biāo)的方位角了。原理圖如下:

方位角αAZ是通過毫米波雷達(dá)接收天線RX1和接收天線RX2之間的幾何距離d,以及兩根毫米波雷達(dá)天線所收到反射回波的相位差b,然后通過三角函數(shù)計(jì)算得到方位角αAZ的值,這樣就可以知道被監(jiān)測(cè)目標(biāo)的方位角了。

位置、速度和方位角監(jiān)測(cè)是毫米波雷達(dá)擅長之處,再結(jié)合毫米波雷達(dá)較強(qiáng)的抗干擾能力,可以全天候全天時(shí)穩(wěn)定工作,因此毫米波雷達(dá)被選為汽車核心傳感技術(shù)。

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