無(wú)人駕駛技術(shù)在近些年取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,其中,車載激光雷達(dá)、車載毫米波雷達(dá)越來(lái)越多地被用作先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)的汽車?yán)走_(dá)傳感器。但是,車載激光雷達(dá)成本過(guò)高,無(wú)法大規(guī)模商用,為了推進(jìn)無(wú)人駕駛技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)解決攝像機(jī)測(cè)距、測(cè)速不夠精確的問(wèn)題,工程師們選擇了性價(jià)比更高的車載毫米波雷達(dá)。究竟車載毫米波雷達(dá)有何魅力?今天我們就來(lái)一起了解一下。
當(dāng)前,應(yīng)用于無(wú)人駕駛的毫米波雷達(dá)波段在24GHz~77GHz范圍。車載毫米波雷達(dá)內(nèi)置毫米波信號(hào)接收模塊和發(fā)射模塊,通過(guò)內(nèi)置天線向外發(fā)射毫米波信號(hào)。在工作時(shí),發(fā)射后的毫米波信號(hào)遇到目標(biāo)(如其他車輛、行人、公路路障等)后反射回波,毫米波信號(hào)接收模塊及時(shí)接收反射回波后,對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波等處理,消除噪聲,獲得精度極高的周圍目標(biāo)物體間的相對(duì)速度、相對(duì)距離、角度、運(yùn)動(dòng)方向等物理環(huán)境信息。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將這些信息識(shí)別、分類,把數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理,交給車載中央處理單元(ECU)進(jìn)行行駛信息的決策,自主干預(yù)控制車輛的行駛方式,達(dá)到無(wú)人控制的自動(dòng)駕駛目的。除此以外,ECU可以通過(guò)語(yǔ)音、燈光等方式對(duì)駕駛員進(jìn)行提醒、警告,可以提高駕駛的安全性能。
示意圖(作者供圖)
基于毫米波的自身特點(diǎn),車載毫米波雷達(dá)具有其他雷達(dá)無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。24GHz~77GHz范圍的毫米波帶寬達(dá)到53GHz,具有很大的調(diào)諧選頻范圍,而且其波束窄的特點(diǎn)可以清晰地獲取環(huán)境目標(biāo)的細(xì)節(jié),便于計(jì)算機(jī)的精準(zhǔn)識(shí)別和快速?zèng)Q策。相比于激光雷達(dá)易受天氣影響的缺點(diǎn),車載毫米波雷達(dá)可有效穿透霧、煙、灰塵,實(shí)現(xiàn)全天時(shí)、全天候工作負(fù)荷要求。
隨著智能交通在全球的迅猛發(fā)展,車載毫米波雷達(dá)必將掀起無(wú)人駕駛的全面商用熱潮。未來(lái),便宜好用、可靠安全的車載毫米波雷達(dá)將會(huì)很快進(jìn)入我們的日常生活中。
本文由北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究專業(yè)副教授張忠寶進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。