mimo雷達訊號處理 汽車雷達感測器迭代和融合趨勢

2021-10-11 15:40:51 字數 1789 閱讀 3691

汽車雷達感測器迭代

調頻連續波fmcw的測量方法在汽車雷達感測器中廣泛採用。通過單位時間固定頻率範圍進行掃瞄。就可以通過測量發射頻率和接收頻率的頻率差算出精確的傳輸時間。也就是完成了時間差和頻率差的轉換。而通過微波晶元和fft傅利葉變換的訊號處理,頻率差相對容易精確計算。在頻率上公升和頻率下降過程中各測量一次頻率差。這樣就可以計算出都卜勒效應造成的頻率差從而算出前車速度,進而同時得到前車距離。

目前汽車雷達感測器的迭代正朝著電子掃瞄替代傳統無線電鏡頭的方向發展。電子掃瞄雷達electrically scanning radar簡稱esr。在沒有機械旋轉部件的前提下,電子掃瞄雷達有很寬的探測範圍,還能靈活地兼顧長距和中距目標的識別。比如在探測20度視野範圍內200公尺外的長距物體時,電子掃瞄雷達還能兼顧90度寬視野50公尺外的中距目標。

電子掃瞄雷達能夠兼顧長距和中距以及具有不同視野範圍的秘密來自多發射接收天線的使用。當無線電訊號通過單發射線發射時視野窄距離遠 ,當採用多天線發射時視野寬距離中等。通過對多接收天線的相位差測量經過訊號處理就能得到測量目標的角度資訊。

比如2發4收的電子掃瞄雷達通過單發射天線1和多發射天線2覆蓋不同視野。發射訊號交替的傳送fmcw頻率調製連續波。數字訊號處理器dsp對接收訊號的回波率計算相差就可以得到目標的角度資訊。

其實這樣的設計很類似家裡路由器使用的mimo多天線波束成型來提高訊號強度。雖然沒有旋轉部件,但是通過相差測量角度。

汽車雷達感測器融合趨勢

目前隨著自動駕駛技術的興起,汽車雷達感測器正朝著與攝像頭感測器和雷射雷達感測器進行訊號融合的趨勢發展。通過訊號融合,這三種感測器可以在距離探測、速度探測、暗處使用效果、惡劣天氣使用效果、目標分級和分辨精度方面優勢互補。

市場應用如何

自適應巡航acc雷達感測器正朝著電子掃瞄替代傳統無線電鏡頭的方向發展。甚至雷達感測器開始融合攝像頭訊號或者整合攝像頭感測器。

以沃爾沃的雷達感測器為例,沃爾沃的city safety + 車道偏離警告 + 自適應巡航功能在上一代xc90中需要雷射感測器、攝像頭感測器、雷達感測器等3個不同的感測器來實現。全新xc90車型創新的啟用了攝像頭雷達整合感測器racam。由於攝像頭雷達感測器訊號的融合,其不僅可以完成原來攝像頭感測器完成的車道識別和雷達感測器完成的自適應巡航,同時其可以非常可靠的識別周圍的物體。使用影象和微波訊號雙重確認物體保證了識別的準確率。

綜上所述,汽車雷達感測器技術正在逐步創新和迭代,電子掃瞄雷達成為主流。汽車雷達感測器與攝像頭感測器和雷射雷達感測器進行訊號融合也成了大勢所趨。相信隨著感測器數量和質量的快速攀公升,自動駕駛將在不遠的將來成為現實。

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