深圳电子展
2025.10.28-30
深圳国际会展中心(宝安)

雷达测距测速原理

 

毫米波雷达是ADAS系统的主要传感器,毫米波雷达频率范围30GHz-300GHz,波长从1mm-10mm,毫米波雷达测距可达200多米,可以对目标进行有无检测、测距、测速以及方位测量。它具有良好的角度分辨能力,可以检测较小的物体。同时,毫米波雷达有很强的穿透率,能够穿过光照、降雨、扬尘、大雾等来准确探测物体,可全天候工作。 NEPCON ASIA小编从上面的对比可以看出,相比激光雷达,毫米波雷达仍有着强大的优势。激光的波长远小于毫米波 (nm vs mm),所以雾霾可能导致激光雷达失效。

同样的原因,毫米波雷达的探测距离可以轻松超过200米,而激光雷达一般不超过150米,所以对于高速公路跟车场景,毫米波雷达能够做的更好。相比于其他类型的雷达,毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的优点。其缺点是无法识别物体颜色;视场角较小,需要多个雷达组合使用;行人的反射波较弱,难以识别。虽然激光雷达号称无人车的眼睛,近几年也受到了前所未有的追捧,但目前阶段,ADAS及自动驾驶方案选择的主流仍然是毫米波雷达。在无人驾驶时代尚未到来之前,汽车ADAS驾驶员辅助驾驶系统,毫米波雷达将是近几年车载雷达的主流。随着毫米波雷达器件成本近几年大幅降低,也使得它在汽车领域迅速应用起来。

汽车雷达作为驾驶员辅助系统的核心传感器(检测距离、速度);远距离雷达(LRR)是用来实现自动巡航(ACC),中距离雷达(MRR)用来实现侧向来车报警和车道变道辅助,近距离雷达(SRR)则是用来实现停车辅助、障碍和行人检测。 77GHz汽车雷达系统属于目前国内外各大汽车公司研究和设计的热点,相比于激光车载雷达、红外线车载雷达以及其他低频段的毫米波车载雷达而言,77GHz汽车雷达可利用的频谱范围宽、信息容量大、分辨率高、多普勒频移大、测速灵敏度高、抗干扰能力及穿透等离子体的能力强,并且容易实现天线的窄波束和高增益等。 车载毫米波雷达按照不同的分类方式有着不同的划分方法。根据安装工作频率、探测距离、主要功能等三种划分方式。

1)按照雷达的工作频率划分;可以主要分为两类:24GHz雷达和77GHz 雷达,由于24GHz 雷达在带宽和使用范围上的受限,以及 77GHz 雷达的高带宽,高精度,体积小等优势,越来越多的国家将77GHz的频段划分给车载毫米波雷达使用,所以未来77GHz雷达会取代24GHz雷达。76GHz81GHz相比于24GHz,物体分辨准确度提高2-4倍,测速和测距精确度提高35倍,能检测行人和自行车;且设备体积更小,更便于在车辆上安装和部署;该频段是全球装配永久认可的权威频段,因此更适用于全球车辆平台。采用MIMO(多输入多输出)阵列扫描技术的79GH成像雷达还可以获得目标的高度信息,从而实现真正意义的毫米波成像,79GHz成像雷达将成为未来车用的主流,与摄像头、激光雷达结合实现多传感器融合。在未来智能驾驶的发展过程中,将是一个重要的感知手段,多种功能的雷达与多种传感器的技术融合,是实现无人驾驶的必经之路。

2)按照雷达的探测距离划分:可分为长距雷达(LRR),中距雷达(MRR),短距雷达(SRR);分别应用在不同的场景实现不同的功能,也可以组合使用,或配合 ADAS 系统,实现多传感器的融合。

3)按照雷达功能划分可以区分不同应用的雷达:主要的常用功能雷达包括:BSD(Blind Spot Detection-盲点侦测系统),AEB(Autonomous Emergency Braking-自动紧急制动系统),FCW(Forward Collison Warning-前向碰撞警告系统),ACC(Adaptive Cruise Control-自适应巡航系统)。 汽车毫米波雷达的工作原理 毫米波是指波长在1mm10mm的电磁波,其带宽大、分辨率高、天线部件尺寸小,能适应恶劣环境。毫米波雷达中目前使用广泛的是调频连续波(FMCW)的特殊毫米波技术。具体指,雷达连续发射FMCW调频信号,以测量距离,角度以及速度,不同于周期性发射短脉冲的传统脉冲雷达系统,车用毫米波雷达,通常采用结构简单成本较低,适合近距离探测。

雷达天线向外发出一系列连续调频毫米波,频率随时间按调制电压的规律变化,一般是连续的三角波,也可以是锯齿波。 毫米波雷达通过微带阵列天线向外发射调频连续波(FMCW),经目标反射后接收到的回波与发射波存在一个时间差,利用该时间差可计算出目标距离。通过信号处理器分析发射与反射信号的频率差异,基于多普勒原理,可以精确测量目标相对于雷达的运动速度,进一步通过多目标检测与跟踪算法,实现多目标分离与跟踪。进而结合车身动态信息进行数据处理。经合理决策后,以声、光及触觉等多种方式警告驾驶员,或及时对汽车做出主动干预,减少事故发生几率。

以上便是亚洲电子生产设备暨电子工业展览会小编为大家整理的相关内容,如果大家对这方面比较感兴趣,可以到亚洲电子生产设备暨电子工业展览会参观交流。2021年8月25-27日,亚洲电子生产设备暨电子工业展览会将在深圳会展中心隆重开幕,将为你解读更多行业发展新趋势。