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          毫米波雷達:唯一能夠“全天候全天時”工作的ADAS核心傳感器

          作者: 時間:2018-07-11 來源: 微迷網(wǎng) 收藏

            科技改變生活,但安全永遠第一

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201807/383071.htm

            汽車作為人們最重要的交通工具,沒有什么比它更能影響著人們的日常出行和生活方式。自1886年世界上第一輛三輪汽車誕生以來,人們就懷揣著無人駕駛的夢想,一直致力于發(fā)展和革新汽車技術?,F(xiàn)在我們已經(jīng)欣喜看到一些無人駕駛的概念車型面世,可就在今年3月,Uber自動駕駛汽車撞死行人一事給如火如荼的無人駕駛發(fā)展前景蒙上了一層陰影,也讓人們意識到科技給人們帶來方便和快捷的同時,必須牢記“安全永遠第一”!


          毫米波雷達:唯一能夠“全天候全天時”工作的ADAS核心傳感器

            圖1 世界上第一輛三輪汽車和Smart無人駕駛概念車

            據(jù)麥姆斯咨詢介紹,雖然真正的無人駕駛汽車還需等待時日,作為主動防護汽車駕駛安全的高級駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistance Systems,簡稱)正在逐漸成熟和普及。主要利用安裝在車上的各式各樣收集數(shù)據(jù),在行駛過程中隨時感知周圍的環(huán)境,收集數(shù)據(jù),進行靜態(tài)、動態(tài)物體的識別、偵測與追蹤,并結合導航儀地圖數(shù)據(jù),進行系統(tǒng)的運算與分析,從而預先讓駕駛者察覺到可能發(fā)生的危險,有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。目前感知環(huán)境的有攝像頭、超聲波等。當然,自動駕駛汽車還需要車載激光雷達。

            一直以來,激光雷達因能對周圍環(huán)境實現(xiàn)3D感知而備受自動駕駛主流者的“寵愛”。不過無論是激光雷達還是攝像頭、超聲波傳感器,都容易受惡劣天氣環(huán)境影響導致性能降低甚至失效(惡劣天氣環(huán)境往往是事故高發(fā)的主要原因),因而都存在“致命”缺陷!這種時候,憑借其可穿透塵霧、雨雪、不受惡劣天氣影響的絕對優(yōu)勢,且唯一能夠“全天候全天時”工作的超強能力,成為了汽車ADAS不可或缺的核心傳感器之一!

            下面,我們和來一次“親密接觸”,了解一下它的概念和工作原理。

            毫米波雷達——全天候全天時工作

            毫米波雷達,顧名思義,就是工作在毫米波頻段的雷達。毫米波(Millimeter-Wave,縮寫:MMW),是指長度在1~10mm的電磁波,對應的頻率范圍為30~300GHz。如圖2,毫米波位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍,所以毫米波兼有這兩種波譜的優(yōu)點,同時也有自己獨特的性質。毫米波的理論和技術分別是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發(fā)展。


          毫米波雷達:唯一能夠“全天候全天時”工作的ADAS核心傳感器

            圖2 電磁波譜

            根據(jù)波的傳播理論,頻率越高,波長越短,分辨率越高,穿透能力越強,但在傳播過程的損耗也越大,傳輸距離越短;相對地,頻率越低,波長越長,繞射能力越強,傳輸距離越遠。所以與微波相比,毫米波的分辨率高、指向性好、抗干擾能力強和探測性能好。與紅外相比,毫米波的大氣衰減小、對煙霧灰塵具有更好的穿透性、受天氣影響小。這些特質決定了毫米波雷達具有全天時全天候的工作能力。

            大氣窗口和毫米波雷達的頻段劃分

            通常大氣層中水汽、氧氣會對電磁波有吸收作用,目前絕大多數(shù)毫米波應用研究集中在幾個“大氣窗口”頻率和三個“衰減峰”頻率上。所謂的“大氣窗口”是指電磁波通過大氣層較少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段。如圖3,我們可以看到毫米波傳播受到衰減較小的“大氣窗口”主要集中在35GHz、45GHz、94GHz、140GHz、220GHz頻段附近。而在60GHz、120GHz、180GHz頻段附近衰減出現(xiàn)極大值,即“衰減峰”。一般說來,“大氣窗口”頻段比較適用于點對點通信,已被低空空地導彈和地基雷達所采用,而“衰減峰”頻段被多路分集的隱蔽網(wǎng)絡和系統(tǒng)優(yōu)先選用,用以滿足網(wǎng)絡安全系數(shù)的要求。


          毫米波雷達:唯一能夠“全天候全天時”工作的ADAS核心傳感器

            圖3 毫米波不同頻段大氣衰減趨勢圖


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