汽車駕駛被劃分為五個階段,而ADAS的普及又是未來無人駕駛的先行條件。在目前ADAS的應(yīng)用普及階段,多種傳感器融合是未來的趨勢。其中包括超聲波雷達、攝像頭、紅外線、激光雷達、毫米波雷達等,毫米波雷達將率先成為ADAS系統(tǒng)主力傳感器。其中,雷達被視為自動駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù),正為汽車傳感器行業(yè)的黃金時代做足準備。雷達傳感器技術(shù)將如何塑造未來汽車?
如今,現(xiàn)在的雷達技術(shù)很火爆,在這領(lǐng)域里的公司也是層出不窮,其產(chǎn)品應(yīng)用最看好的是無人駕駛方向,還有在智能碼頭、高精度地圖等領(lǐng)域的應(yīng)用?,F(xiàn)如今的雷達產(chǎn)品也是五花八門,在尺寸設(shè)計上國內(nèi)國外都做得越來越小,外觀也越來越漂亮。目前,雷達技術(shù)普遍采用的是TOF(Time of Flight)技術(shù)。其原理也是很簡單,通過給目標連續(xù)發(fā)送光脈沖,然后用傳感器接收從物體返回的光,通過探測這些發(fā)射和接收光脈沖的飛行(往返)時間來得到目標物距離。在2018青城山中國IC生態(tài)高峰論壇上,來自杭州愛萊達科技公司的潘衛(wèi)清介紹了他們在激光雷達方面的造詣。
對于TOF技術(shù),潘衛(wèi)清也指出了其中存在的問題。他講到在無人駕駛領(lǐng)域,這項技術(shù)的問題一是在抗干擾方面,現(xiàn)在的激光雷達采用的是直接探測,對所有進入探測器的光都響應(yīng),然而如果這個雷達在工作的時候面向陽光,那么它就容易受陽光影響,雷達跟人的眼睛是一樣的,光線強度過高的話它就看不到目標了,這個就會帶來一個安全隱患;另一個是在數(shù)量上,激光雷達基本上都是單輛車或者少數(shù)幾輛車在應(yīng)用,如果以后真正用到商用普及的話,那么路上大部分的汽車都會用到這樣的雷達,這樣就沒法識別是附近的車打來的脈沖還是自己發(fā)出來的信號回波,導致干擾的問題;在探測距離上也有隱患,如今的雷達考慮到人眼能夠安全顯示,發(fā)射的光率是受人眼限制的,不能太高。如此一來,雷達的探測距離想做到150米到200米就很困難了;此外,雷達是要做成固態(tài)的,那么最期待的方案則是OPA(相控陣),這個方案對雷達和主機也有要求,對掃描的出光孔徑尺寸要求要小,也就意味著帶到這個雷達里它會帶入一定的損耗,進一步縮短TOF雷達的探測距離。
基于這些因素,愛萊達科技公司推陳出新,研發(fā)處了一款叫FMCW雷達技術(shù)。它的信號是連續(xù)的,頻率是線性的而且調(diào)頻在同一頻率上,意味著發(fā)射頻率和接收頻率存在差異,通過光學混頻探測探測到它兩個波的差值,就可以通過頻率轉(zhuǎn)換就測算出距離。通過這一原理使得雷達功率比較遠,在發(fā)射功率是50到200毫瓦下的探測距離就可以超過1公里,而且完全可以直視太陽光工作,不受任何光的干擾。還有個好處就是可以同時精確獲得速度,它對速度的測量精度可達到0.1米/秒。它關(guān)鍵技術(shù)是光的調(diào)頻技術(shù),相干接收,信號解析,是比較先進的相干激光雷達。
相比TOF技術(shù),F(xiàn)MCW抗干擾能力強;潘衛(wèi)清介紹道:“它的有效探索靈敏度非常高,直接有效探測能夠精確測試只需要10個光子。工作距離的要求已經(jīng)遠超過車企的要求。此外,我們采取1550波段發(fā)射功率更高,檢測速度信息,與固態(tài)掃描完全兼容。此雷達還可以跟毫米波做芯片級的融合,雷達工作機制和毫米波的工作機制非常相似,在很多的模塊可以共用,包括信號調(diào)制模塊和處理模塊;而且這項技術(shù)有著非常好的光通性?!?/p>
汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一波新的高科技應(yīng)用浪潮,而雷達具有著令人印象深刻的技術(shù)路線圖,可以實現(xiàn)較大幅度的分辨率提升,以及傳感器的小型化和低成本。對于智能駕駛的發(fā)展有著舉足輕重的意義。在不久的將來也許會真的感受到雷達技術(shù)在ADAS上的出色表現(xiàn),沒準你會因為它而愛不釋手呢…