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车载毫米波雷达的工作原理

1年前浏览372


大家好,我是团长。


最近检索了一些文章,又捡起高中物理,大致搞懂了毫米波雷达的工作原理。特写出来请大家点评。


目录:

1、什么是毫米波雷达

2、毫米波雷达的工作原理

2.1、距离

2.2、速度

2.3、方位

3、毫米波雷达的应用

4、毫米波雷达的四大家族


1、什么是毫米波雷达


毫米波是指波长在1-10mm,频率在30-300GHz的电磁波。对于想要实现自动驾驶的汽车来说,汽车毫米波雷达是核心传感器之一,尤以77GHz的毫米波雷达为最。它是能够在全天候场景下快速感知超大范围内周边环境物体距离、速度、方位角等信息的传感器。


扩展:毫米波雷达按照频段不同,主要有24G、60G、77G、79GHz四种,其中又以24GHz和77GHz的最为主流,其中24GHz的用于近距离探测(60m以内),77GHz的用于中远距离探测(最远可到200m以上)。


2、毫米波雷达的工作原理


车用毫米波雷达,通常采用适合近距离探测的FMCW(调频连续波)雷达体制,向外发出一系列连续调频毫米波(一般是连续的三角波),通过监测发射信号与接收信号之间的差异,进行距离、时间、方位的判断。



那么毫米波雷达是如何计算出目标物体的距离、速度和方位的呢?

2.1、距离

毫米波雷达向某个方向通过天线发出相应波段的毫米波,毫米波直线传播,遇到障碍目标后反射,被雷达上的天线接收。根据毫米波的波段,通过公式计算毫米波在途中飞行的时间&TImes;光速÷2,再结合前车行驶速度和本车的行驶速度因素,就可以知道毫米波雷达(本车)和目标之间的相对距离了。



2.2、速度


根据多普勒效应,毫米波雷达的频率变化是与本车及监测目标的相对速度是紧密相关的。根据反射回来的毫米波频率的变化,可以得知前方实时跟踪的障碍物目标和本车的相对速度。

什么是多普勒效应?
生活中有这样一个有趣的现象:当一辆救护车迎面驶来的时候,听到声音比原来高;而车离去的时候声音的音高比原来低。这就是“多普勒效应”。


2.3、方位角


关于被监测目标的方位角测量问题,毫米雷达的探测原理是:通过毫米波雷达的发射天线发射出毫米波后,遇到被监测物体,反射回来,通过毫米波雷达并列的接收天线,通过收到同一监测目标反射回来的毫米波的相位差,就可以计算出被监测目标的方位角了。

3、毫米波雷达的应用实例

目前毫米波技术已经比较成熟了,你可能不知道,目前车载上已经取得了广泛的应用。汽车辅助驾驶系统安装毫米波雷达近年来快速增加,主要产品有车载自适应巡航装置(ACC)、前端碰撞预警系统(FCW)、辅助变道系统(LCA)、自动跟车系统(S&G)、车尾端盲区探测装置(BSD)、侧向探测系统(CTA)等车载应用毫米雷达。


4、毫米波雷达的四大家族


目前国际上主流的毫米波雷达供应商有四家,分别是奥托立夫(Autoliv)、博世(Bosch)、大陆(Continental)、德尔福(Delphi),简称ABCD。原理都大同小异,区别在于结构细节及相关绑定服务不一样。


本文完。

来源:车路慢慢
碰撞汽车自动驾驶
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首次发布时间:2023-06-21
最近编辑:1年前
李慢慢
硕士 自动驾驶仿真工程师一枚
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