毫米波雷達:你看不見它,但或許你已經離不開它了

對於一個新手司機來說,倒車雷達和ADAS高級駕駛系統可能是他們的貼心伴侶,而毫米波雷達,則是人們在汽車上實現這一功能的常見工具——儘管你可能看不見它。

在本週舉行的上汽 Tech-Show技術展上,不少觀眾聚集在華域車載毫米波雷達展臺前,一邊鑑賞由華域技術中心自主研發的24GHz和77GHz兩款雷達產品,一邊收看由視頻演示的毫米波雷達實現倒車雷達、盲點檢測、後方來車警告、變道輔助等功能。此外,現場還有數位來自華域技術中心工程師耐心解答由觀眾提出的技術問題。

對於未能蒞臨現場的讀者而言,想必也對這項日常行車的“貼心伴侶”充滿了好奇吧?對此,我們採訪到了華域技術中心毫米波雷達專家郭劍鷹博士,聽他講述毫米波雷達的工作原理以及華域自主研發毫米波雷達的相關經歷。

什麼是汽車毫米波雷達?它有怎樣的特點?

郭劍鷹:毫米波雷達是指工作在毫米波波段(波長介於1-10mm)的雷達,它是用於測量被測物體的相對距離、相對速度、方位和俯仰的高精度傳感器。

汽車毫米波雷達大體可分為三類:安裝在汽車正前方的長距離前向毫米波雷達,用於控制車輛的加減速和制動;安裝在車輛後保險槓內的后角雷達,可以實現盲點檢測(BSD)、車道變換輔助(LCA)、後向目標橫穿警告(RCTA)等功能;安裝在前保險槓內的前向角雷達,可以配合前向長距離雷達實現報警和控制功能。

目前的市場對汽車毫米波雷達提出的要求是:更好的性能、更小的體積以及更低的成本。

毫米波雷達:你看不見它,但或許你已經離不開它了

與攝像頭和激光雷達相比,毫米波雷達存在哪些優勢和劣勢?

郭劍鷹:汽車毫米波雷達的優勢在於抗干擾能力強,受氣候條件影響相對較小。例如,激光無法穿透雨天或者霧天等極端環境,攝像頭在夜間的工作效率會大幅降低,而毫米波雷達可以實現24小時操作。不過,激光雷達的分辨率可以更好地描述行人的輪廓,而毫米波雷達的分辨率較為有限,僅為0.5米。

汽車毫米波雷達是如何提升識別效果的?

郭劍鷹:目前的汽車毫米波雷達主要應對三種情況:行人、非機動車、機動車,雷達會進行分類識別,通過分析反射弧波形的特徵並加以提取,用概率模型來進行計算、分析相似度,最終獲得正確的識別結果。對此,算法工程師會不斷對雷達參數進行訓練。以行人為例,毫米波雷達通過提取人類手和腿的反射信息作為特徵,對系統進行訓練,就能取得有關參數。當然,這需要建立在大數據的基礎上。

毫米波雷達:你看不見它,但或許你已經離不開它了

工作頻段對汽車毫米波雷達有怎樣的影響?

郭劍鷹:由於技術發展的原因,歷史上曾出現過不少工作頻段,包括24GHz ISM頻段、26GHz寬頻段、77GHz頻段以及79GHz頻段。

提高工作頻段可以提高雷達的距離分辨率與角度分辨率。目前,全球主要國家都已將76GHz-81GHz的更高頻段預留給汽車毫米波雷達。然而,由於成本較高以及開發難度較大的原因,76-81GHz頻段的的普及度仍在較低水平。換句話說,76GHz-81GHz的工作頻段將是未來的一個發展趨勢。

毫米波雷達:你看不見它,但或許你已經離不開它了

目前,華域自主研發的汽車毫米波雷達已經發展到怎樣的程度了?

郭劍鷹:在角雷達方面,我們經歷了從24GHz到77GHz,從後向雷達到前向雷達的演變。目前,有數款24GHz的產品已經在上汽大通和上汽乘用車的產品上量產。而明年產品級的77GHz雷達也將實現量產。在前向毫米波雷達上,我們已經實現了第一代產品的開發,目標識別準確率達到96%。第二代產品的研發也在路上了。

除了基礎研發外,產品還需經受環境驗證。對此,我們建立了射頻微波暗室、HASCO ADAS試驗場等多種試驗環境。在國內,我們還規劃了三個方向的試驗道路,測試場景覆蓋城市道路、山區道路、鄉村道路,包括各種起伏道路。去年年底,我們還特地到東北去做了冬季試驗,以檢驗冰雪覆蓋對雷達的影響。

華域毫米波雷達最大的優勢在於全自主開發,因此成本會更低,而在性能方面也基本能做到和國外先進產品相持平。


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