孫美玲　熊毅

【摘 要】智能網(wǎng)聯(lián)汽車是新時(shí)代科技高速發(fā)展的產(chǎn)物，ADAS系統(tǒng)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車中至關(guān)重要的一部分。本文通過分析ADAS系統(tǒng)各類傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，得出毫米波雷達(dá)具有穿透性強(qiáng)、全天候工作、不受天氣影響等優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)介紹了毫米波雷達(dá)的工作原理，分析對比了77GHz與24GHz毫米波雷達(dá)，最后展望了77GHz毫米波雷達(dá)的發(fā)展前景及在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵字】智能網(wǎng)聯(lián);ADAS;77GHz毫米波雷達(dá)

中圖分類號(hào)： U463.67文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）27-0031-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.27.014

【Abstract】Intelligent & Connected Vehicle （ICV） is the product of the rapid development of science and technology in the new era. Advanced Driver Assistance System（ADAS） system is an important part of the ICV.Through analyzing the advantages and disadvantages of various sensors in the ADAS system， It is concluded that millimeter-wave radar has the advantages of strong penetration， all-weather work， and no weather influence.Detailed description of the working principle of millimeter wave radar，Analysis and comparison of the advantages and disadvantages of 77GHz and 24GHz millimeter wave radar.Finally， Looking forward to the development of 77GHz millimeter wave radar and its application in ICV.

【Key words】ICV; ADAS; 77GHz Millimeter Wave Radar

0 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們生活水平的提高，人們對汽車的舒適性、安全性要求越來越高，而智能化、網(wǎng)聯(lián)化已是汽車未來發(fā)展的重要方向。智能網(wǎng)聯(lián)汽車（Intelligent & Connected Vehicle， ICV）是指搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能，使車輛與外部節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)信息共享與控制協(xié)同，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“零傷亡、零擁堵”， 實(shí)現(xiàn)安全、舒適、高效行駛，并最終可替代人來操作的新一代汽車[1]。

工業(yè)和信息化部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)聯(lián)合組織制定《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，其初級(jí)階段主要目標(biāo)就是，解決以駕駛安全為重點(diǎn)，完成一批車輛主動(dòng)安全及輔助駕駛相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)[2]?？梢?，在實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)的過程中，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) （Advanced Driver Assistance System，ADAS）是至關(guān)重要的一部分。

1 ADAS系統(tǒng)概述

ADAS是利用裝在車上的各種傳感器，在汽車行駛過程中隨時(shí)來感應(yīng)周圍的環(huán)境，收集環(huán)境、路況等各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行靜目標(biāo)、動(dòng)目標(biāo)辨識(shí)、追蹤等功能，進(jìn)而能夠讓駕駛者在最快時(shí)間內(nèi)獲知潛在的危險(xiǎn)，并主動(dòng)或系統(tǒng)自動(dòng)采取相關(guān)規(guī)避措施來消除潛在危險(xiǎn)，達(dá)到安全駕駛的目的。因此，各種各樣的感應(yīng)器如毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、視頻傳感器等是ADAS的關(guān)鍵。

毫米波雷達(dá)相比于其他的傳感方式，有其獨(dú)特的特性，其可精確地完成對目標(biāo)物體距離、速度、角度等關(guān)鍵信息的測量[3]。具有目標(biāo)探測距離遠(yuǎn)、分辨率高、測距精度高、目標(biāo)更新頻率高、環(huán)境魯棒性好、探測性能穩(wěn)定，不受被測物體表面形狀和顏色等影響[4]。與激光、紅外、攝像頭等光學(xué)傳感器相比，具有穿透雨、霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，不受光照條件影響，可全天時(shí)、全天候工作等優(yōu)點(diǎn)[5]。另外，毫米波雷達(dá)的抗干擾能力也優(yōu)于其它傳感器。目前，毫米波雷達(dá)已普遍裝備于高、中端轎車上，具有非常廣闊的市場前景[3]。

2 毫米波雷達(dá)工作原理

毫米波雷達(dá)通過微帶陣列天線向外發(fā)射毫米波（即調(diào)頻連續(xù)波），接收目標(biāo)反射信號(hào)，處理后獲取汽車車身周圍的物理環(huán)境信息（如汽車與目標(biāo)之間的相對距離、相對速度、方位角度等），判斷其危險(xiǎn)性，并根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)提醒或協(xié)助駕駛員做出報(bào)警、減速和制動(dòng)等相對應(yīng)的措施，主動(dòng)的避免危險(xiǎn)路況，減少事故的發(fā)生[5]。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括射頻前端、中頻處理模塊，雷達(dá)基帶處理三個(gè)主要部分。射頻前端發(fā)射的調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)經(jīng)過三角波頻率調(diào)制，三角波是通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的，壓控振蕩器（VCO）在三角波調(diào)頻信號(hào)作用下，產(chǎn)生調(diào)頻連續(xù)波射頻信號(hào)，經(jīng)過發(fā)射天線發(fā)射出去;發(fā)射信號(hào)遇到目標(biāo)后被反射回來，反射信號(hào)經(jīng)過接收天線進(jìn)入混頻器，與本振信號(hào)進(jìn)行差頻后輸出一個(gè)中頻信號(hào)，中頻信號(hào)夾雜著雜波信號(hào)以及三角波泄露信號(hào)，經(jīng)過中頻信號(hào)處理電路進(jìn)行濾波放大，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將中頻數(shù)字信號(hào)送給基帶信號(hào)處理電路，經(jīng)過數(shù)字信號(hào)處理后得出中頻信息，進(jìn)而根據(jù)理論公式計(jì)算出目標(biāo)距離、位置、速度等信息，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別、跟蹤，最后實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)警顯示功能。

3 24GHz和77GHz毫米波雷達(dá)對比