本刊記者 楊迪娜

TI CMOS毫米波傳感器為自動駕駛保駕護(hù)航

本刊記者 楊迪娜

從自適應(yīng)巡航控制等舒適性功能、緊急剎車等安全功能，到諸如行人探測和360度感測的最新型應(yīng)用，ADAS在過去5年內(nèi)飛速發(fā)展，而助力實(shí)現(xiàn)上述應(yīng)用的一大功臣就是毫米波傳感器。我們對汽車ADAS的功能要求越來越高：希望汽車可以自動檢測出物體的距離、速度和角度；傳輸信號穩(wěn)定，可以穿透塑料、干燥墻壁和玻璃等材料；同時，希望汽車可以適應(yīng)像雨、霧、灰塵、光照和黑暗等各種復(fù)雜的天氣……而毫米波傳感器正是唯一能夠滿足所有這些需求的傳感技術(shù)。

2017年5月，TI推出了業(yè)界最高精度的單芯片毫米波傳感器產(chǎn)品組合，汽車?yán)走_(dá)產(chǎn)品營銷總監(jiān)Stuipto Bose和工業(yè)雷達(dá)產(chǎn)品營銷總監(jiān)Robert Ferguson在新品發(fā)布會上為我們解讀了產(chǎn)品背后的支撐技術(shù)以及未來規(guī)劃。

CMOS技術(shù)改變毫米波傳感器設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的商業(yè)雷達(dá)系統(tǒng)，特別是在ADAS中的雷達(dá)系統(tǒng)是基于SiGe技術(shù)的，雖然SiGe技術(shù)的77 GHz汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)滿足自適應(yīng)巡航控制時的高速要求，但是它們的體積過大、過于笨重，會占用大量電路板空間。CMOS技術(shù)的優(yōu)勢則在于可以擁有更高的晶體管密度和更低功率，TI公司借助這一優(yōu)勢將嵌入式微控制器(MCU)和數(shù)字信號處理(DSP)以及智能雷達(dá)前端集成在一起，前端具有處理功能將盡可能降低雷達(dá)系統(tǒng)尺寸、功率、外形尺寸和成本，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)車輛內(nèi)多個雷達(dá)系統(tǒng)的安裝。

TI毫米波傳感器讓自動駕駛更安全

此前，毫米波傳感器都是分立式的，即發(fā)射器、接收器和處理組件均為獨(dú)立單元，這就給傳感器的設(shè)計(jì)帶來很多不便，隨著自動駕駛技術(shù)的推進(jìn)，車輛中雷達(dá)傳感器數(shù)量不斷攀升、空間有限，因而要求傳感器的體積更小、功耗更低、性價比更高。此次TI推出AWR1x組合傳感器系列，如AWR1243、AWR1642、AWR1443，分別針對不同的領(lǐng)域而打造。

(1) 長距離和中距離應(yīng)用

當(dāng)高速駕駛一輛具有自動巡航控制功能的車輛時，在特定距離或彎道上，無論汽車附近出現(xiàn)了任何障礙物，毫米波傳感器都可以在幾毫秒內(nèi)探測到這個障礙物。隨后，中央智能系統(tǒng)將在100 ms內(nèi)警告駕駛員可能出現(xiàn)的危險，并提醒他采取必要的措施。實(shí)現(xiàn)這個功能的就是AWR1243，它是一款具有3個發(fā)射器和4個接收器天線的雷達(dá)前端傳感器，它針對自動緊急剎車等長距離和中等距離雷達(dá)應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)自動駕駛。

(2) 短距離應(yīng)用

據(jù)伊諾交通中心的數(shù)據(jù)顯示，大約90%的汽車事故是由人為錯誤導(dǎo)致，其中很多事故是由于駕駛員注意力不集中引發(fā)的，市面上已有的攝像頭、24 GHz雷達(dá)和超聲波傳感器可以解決這些問題，但并不是最佳選擇。這也為TI的77 GHz單芯片數(shù)字信號處理器集成解決方案提供了大展拳腳的機(jī)會。AWR1642就是這樣一款高端單芯片毫米波傳感器，它具有2個發(fā)射和4個接收天線，具有CAN、SPI接口，同時含有一個ARM Cortex-R4F和TI C674x DSP負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)。在短距離和超短距離應(yīng)用(如盲點(diǎn)探測、變道輔助、十字路口交通警示和車輛啟動控制這些場景)中，毫米波傳感器可以在夜晚、雪天、雨天、霧天等惡劣環(huán)境下提供高精度的測量值。

(3) 超短距離應(yīng)用

在目前和未來的車輛設(shè)計(jì)中，如停車輔助、乘坐人員探測、車門/后備箱開啟裝置以及簡單手勢運(yùn)動等接近度感測應(yīng)用，正在成為重要的組成部分。AWR1443就是一款可用于77～81 GHz的高度集成雷達(dá)器件，它包含3個發(fā)射器和4個接收天線的完整毫米波射頻部分及模擬信號鏈，含有0.5 MB片上存儲器的用戶可編程ARM Cortex-R4F，可以實(shí)現(xiàn)前端的自主運(yùn)行。

TI 毫米波傳感器將全新智能化引入工業(yè)應(yīng)用

開發(fā)人員現(xiàn)在能充分利用TI的智能化且穩(wěn)健耐用的毫米波傳感器產(chǎn)品組合，以應(yīng)對工廠、樓宇自動化系統(tǒng)和智能基礎(chǔ)設(shè)施中對于更高效的需求。在一些需要不斷增長的應(yīng)用領(lǐng)域，如醫(yī)療設(shè)備、液位感測、機(jī)器人視覺場景中，TI推出的IWR1x毫米波傳感器產(chǎn)品可以讓上述領(lǐng)域更加智能化，這款非接觸式傳感器不受光照、降雨、灰塵等影響，能適應(yīng)動態(tài)變化的3D場景。