現(xiàn)在汽車越來智能了,各種輔助駕駛功能也是越來越先進了,但實現(xiàn)這些先進的功能就離不開汽車雷達這個東西,今天與大家分享一下雷達相關(guān)的問題。
汽車雷達是用于汽車或其他地面機動車輛的雷達,它包括基于不同技術(shù)(比如激光、超聲波、微波)的各種不同雷達,有著不同的功能(比如發(fā)現(xiàn)障礙物、預測碰撞、自適應巡航控制),以及運用不同的工作原理(比如脈沖雷達、FMCW雷達、微波沖擊雷達)。
今天主要分享汽車雷達基于不同技術(shù)的超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達這三種常見情況,其他的分類區(qū)別后續(xù)再找機會跟大家分享。
超聲波雷達是通過超聲波發(fā)射裝置向外發(fā)出超聲波,再利用接收器接收反射回來的超聲波時間差來測算距離。
一般來說,頻率越高靈敏度越高,而水平與垂直方向的探測角度就越小(使用范圍:40KHz/48KHz/58KHz)。
其探測距離在0.1-3米之間時精度較高,目前有部分測量側(cè)方障礙物的超聲波雷達其測距達到了7米,超聲波雷達現(xiàn)在主要應用在倒車雷達、自動泊車等功能上。
超聲波雷達容易受天氣情況影響,不同天氣的傳播速度不同,車速較快時誤差較大,另外就是超聲波散射角度大,不利于較遠距離的回收信號傳播;但其也有成本低、穿透性強、防水、防塵等優(yōu)勢。
毫米波雷達,是工作在毫米波波段探測的雷達(使用范圍:30~300GHz頻域,波長為1~10mm),毫米波的波長介于微波和厘米波之間,因此毫米波雷達兼有微波雷達和光電雷達的一些優(yōu)點。
測距原理是把無線電波(雷達波/電磁波)發(fā)射出去,根據(jù)接收回波與發(fā)送之間的時間差測得目標位置距離數(shù)據(jù)。
一般的探測距離在0-200米之間,與紅外、激光、電視等光學導引頭相比,毫米波導引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強,具有全天候(大雨天除外)全天時的特點,毫米波導引頭的抗干擾、反隱身能力也優(yōu)于其他微波導引頭 。
但毫米波雷達在雨、霧和濕雪等高潮濕環(huán)境的衰減,以及大功率器件和插損的影響會降低毫米波雷達的探測距離;樹叢穿透能力差,相比微波,對密樹叢穿透力低;元器件成本高,加工精度相對要求高,單片收發(fā)集成電路的開發(fā)相對遲緩,需要與攝像頭互補使用。
激光雷達是以發(fā)射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng),激光雷達也稱光學雷達。
其工作原理是向目標發(fā)射探測信號(激光束),然后將接收到的從目標反射回來的信號(目標回波)與發(fā)射信號進行比較,作適當處理后,就可獲得目標的有關(guān)信息,如目標距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)。
它由激光發(fā)射機、光學接收機、轉(zhuǎn)臺和信息處理系統(tǒng)等組成,激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去,光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖,送到顯示器。
因為各種物體的反射角度不同,所以連車道線和路面也都可以區(qū)分開來,只有那些被遮擋的物體光束是無法探測;由于光速是我們目前已知的最快速度,因此激光雷達也是所有雷達中傳播速度最快的。
激光雷達大面積商用還存在一些問題,百度集團資深副總裁、智能駕駛事業(yè)群總經(jīng)理李震宇前不久還公開表示:“激光雷達目前存在挑戰(zhàn):一是車規(guī)級產(chǎn)品難度高,二是成本高,三是壽命短?!?/p>
兩年前,特斯拉首席執(zhí)行官馬斯克在某論壇上公開說的一句“誰用激光雷達誰是傻子”,所以特斯拉車型上至今仍沒有采用激光雷達,但國內(nèi)越來越多的智能汽車已經(jīng)配裝激光雷達。
上海車展上亮相的蔚來ET7,將激光雷達融入車頂中部,視角同樣可以全面觀察前方目標,其使用的是圖達通(Innovusion)產(chǎn)品,據(jù)說可實現(xiàn)500米遠距離探測。
小鵬P5自動駕駛系統(tǒng),使用了由2顆144線激光雷達,2顆激光雷達來自大疆旗下覽沃科技(Livox)定制版車規(guī)級浩界(Horiz)激光雷達,單顆車規(guī)級浩界激光雷達橫向視角達到了120度,探測距離150米,角度分辨率高達0.16度,配合XPILOT3.5自動輔助駕駛系統(tǒng),實現(xiàn)高速和城市路況的NGP(自動導航)自動駕駛。
長城WEY摩卡前保險杠上出現(xiàn)了德國Ibeo公司的固態(tài)激光雷達,每次脈沖可發(fā)射高達25.6萬個點(點數(shù)越高建模圖像越清晰),由高靈敏接收器接收后可完成精確點云的繪制,充分保證了高速行駛時對周圍障礙物的無盲區(qū)探測。
在5年前,64線激光雷達的價格高達10萬美元(約人民幣70萬元),現(xiàn)在由于國內(nèi)很多激光雷達科技公司都在技術(shù)研發(fā)上狠下功夫,力爭通過技術(shù)進步,使激光雷達的成本大幅下降,短期內(nèi)64線雷達價格有望降到200美元(約合人民幣1300元)。
隨著自動駕駛技術(shù)的不斷更新迭代,激光雷達的性能進一步提升、價格進一步下降,相信用不了幾年我們就能看到市場的銷售車輛激光雷達成了標配。
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