毫米波雷達測距的優(yōu)勢

精度高抗干擾

同微波導引頭相比,毫米波導引頭具有體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高的特點。在天線口徑相同的情況下,毫米波雷達有更窄的波束(一般為毫弧度量級),可提高雷達的角分辨能力和測角精度,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

與紅外、視頻、激光等光學導引頭相比,毫米波導引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強,具有全天候全天時的特點。

高分辨多目標

由于工作頻率高,可能得到大的信號帶寬(如吉赫量級)和多普勒頻移,有利于提高距離和速度的測量精度和分辨能力并能分析目標細節(jié)特征。同時毫米波雷達能分辨識別很小的目標,并且能同時識別多個目標,因此具有很強的空間分辨和成像能力。

敏感高誤報低

系統(tǒng)敏感性高,錯誤誤報率低,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。

可測速可測距

采用FMCW調(diào)頻連續(xù)波,能同時測出多個目標的距離和速度,并可對目標連續(xù)跟蹤,甚至到靜止目標也可保持跟蹤不丟失。

距離遠實時性高

測量距離遠,達到雙向12車道200米遠,同時38Hz 26ms的檢測頻率具有極強的實時性。

毫米波雷達的工作原理

以車載毫米波雷達為例,雷達通過天線向外發(fā)射毫米波,接收目標反射信號,經(jīng)后方處理后快速準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距離、相對速度、角度、運動方向等),然后根據(jù)所探知的物體信息進行目標追蹤和識別分類,進而結(jié)合車身動態(tài)信息進行數(shù)據(jù)融合,最終通過中央處理單元(ECU)進行智能處理。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,或及時對汽車做出主動干預(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。

在汽車主動安全領(lǐng)域,汽車毫米波雷達傳感器是核心部件之一,其中77GHZ毫米波雷達是智能汽車上必不可少的關(guān)鍵部件,是能夠在全天候場景下快速感知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,當毫米波遇到障礙目標后反射回來,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,通過公式計算毫米波在途中飛行的時間,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(本車)和目標之間的相對距離了,同時也就知道目標的位置。

速度

此外,根據(jù)多普勒效應(yīng),毫米波雷達的頻率變化、本車及跟蹤目標的相對速度是緊密相關(guān)的,根據(jù)反射回來的毫米波頻率的變化,可以得知前方實時跟蹤的障礙物目標和本車相比的相對運動速度。因此,表現(xiàn)出來就是,傳感器發(fā)出安全距離報警時,若本車繼續(xù)加速、或前監(jiān)測目標減速、或前監(jiān)測目標靜止的情況下,毫米波反射回波的頻率將會越來越高,反之則頻率越來越低。

方位角

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

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

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

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