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汽车防撞雷达,下一代汽车的焦点?

来源:绿测 发布时间:2019-1-2 17:48:50 点击数:351

汽车技术已经发展了一百多年,每一个发展阶段每一种车型都有不同的侧重点,跑车侧重速度感,商务车侧重舒适性,越野侧重通过能力等等。然而有一点是从来没有改变过,就是对安全性、便捷的不断追求。


在各种汽车评测中,充斥着动力、百公里加速、刹车距离等等各种指标。没错,汽车仍然是很多人心目中的大玩具,人们享受驾驶的愉悦感,追求乘坐的体验。然而,越来越多的人已经转变观念,将汽车的定位成为了代步工具。而作为代步工具,需要的就是方便、快捷、安全。而现在的路况已越来越难满足这一需求。


在城市中心,你会看到排入长龙的车队,放眼望去,一面是红红的尾灯,一面是耀眼的前灯。虽然使用自动档,可以免除反复踩离合的疲劳,但也难以在起起停停中找到内心的平静。在高速路上,长时间乏味的驾驶带来的疲倦足以抵消旅途的快乐。如果有可靠地自动驾驶系统,相信没有人会拒绝。当然一套全自动的驾驶系统在现阶段来讲价格不菲,而现在很多车上已经安装的ACC自适应巡航,已经可以满足驾驶员大部分的需求同时,已经将成本压缩在用户可接受的范围。


对于ACC自适应巡航控制系统,不仅在良好的天气,更要在恶劣的环境,如夜晚、雨雾天气能够保证及时制动,保障乘客的生命安全,因此最适合的方式便是采用毫米波雷达传感器。在国内早已经有科研机构和企业开始了ACC自适应巡航控制系统的研发和生产,然而这一行业依然掌握在国外的零部件供应商手中。生产一个合格的雷达传感器,主要有三大难题。


毫米波雷达传感由VCO,定向耦合器,环形器、收发天线,混频器,信号收发处理等部分组成, 各个部分的射频性能,以及封装后传感器的性能都需要进行严格的测试和调试。第一个难题就是在毫米波频段上保证射频指标,检测接收机的相噪、灵敏度、杂散;发射机的频率精度,调频线性度,相干处理间隔(CPI)等众多指标。对于线性调频连续波雷达(FMCW)其带宽决定着传感器的距离分辨率,如150MHz带宽对应1m的距离分辨率。因此高频、高带宽无论在研发、测试中都是非常重要的一环,需要准确的发射、可靠地接收高频高带宽。


天线设计则是另一重要问题。为保证目标识别角度的分辨率,通常采用微带天线阵列,应用数字波束成形技术实现对角度的分辨。增加波束可以使巡航系统探测角度更宽,更早的检测到其他并线的车辆,同时减少盲点,对应就需要增加更多的天线。这时需要通过多通道矢量分析仪进行测试,保证多个天线(某些型号雷达可达9天线)之间相位关系、和信号带宽上的相位响应。


而整个系统中,最关键的则是识别的算法。需要根据传感器的反馈,多数据融合来得到前方乃至周围的情况,评估行人、车辆或其他障碍物等可能造成的危险,及时制动或调整方向。对算法的测试目前大部分厂商都采用实车路试的方式,长时间大量路试来测试产品对各种情况的应对。而该方式成本高,周期长,且很多场景无法复现,作为研发过程的测试方法,效率低下。


目前最新的测试技术采用目标仿真的方式,通过目标仿真器接收雷达发射的信号,通过内部处理器仿真目标的多普勒、功率衰减、时延,甚至天线方位角、多目标的模拟,大大提升雷达测试系统的研发效率,减小路试的高昂成本。


罗德与施瓦茨公司专为汽车防撞雷达设计了全面的汽车雷达测试系统ARTS(Automotive Radar Test System),一键测试驻留时间,频率偏差,线性度,脉压系数等指标通过一键式操作快速方便的检测,简化测试的繁琐过程。同时系统配置雷达目标仿真器,完整仿真雷达的工作环境,大大节省不必要的试验费用。


除了用于研发,对于整车测试,ARTS还可以全面的检验整车安装后的工作性能。对于整车厂商,仅通过供应商指标来确保汽车的安全可靠是不全面地。通过仿真环境,将不必对检验可靠性这一问题束手无策。


未来几十年,汽车将一步步会变得更智能,相信第一步就是扩展汽车的触觉。不仅是自适应驾驶,侧防撞、变道辅助、车后避让等都会采用24GHz或77GHz雷达的方式。这是否会是下一个汽车的竞争焦点?我们拭目以待。



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