微波EDA网,见证研发工程师的成长! 2025濠电姷鏁告慨鐑藉极閸涘﹥鍙忛柟缁㈠枟閸庡顭块懜闈涘缂佺嫏鍥х閻庢稒蓱鐏忣厼霉濠婂懎浜惧ǎ鍥э躬婵″爼宕熼鐐差瀴闂備礁鎲¢悷銉ф崲濮椻偓瀵鏁愭径濠勵吅闂佹寧绻傚Λ顓炍涢崟顓犵<闁绘劦鍓欓崝銈嗙箾绾绡€鐎殿喖顭烽幃銏ゅ川婵犲嫮肖闂備礁鎲¢幐鍡涘川椤旂瓔鍟呯紓鍌氬€搁崐鐑芥嚄閼搁潧鍨旀い鎾卞灩閸ㄥ倿鏌涢锝嗙闁藉啰鍠栭弻鏇熺箾閻愵剚鐝曢梺绋款儏濡繈寮诲☉姘勃闁告挆鈧Σ鍫濐渻閵堝懘鐛滈柟鍑ゆ嫹04闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁惧墽鎳撻—鍐偓锝庝簼閹癸綁鏌i鐐搭棞闁靛棙甯掗~婵嬫晲閸涱剙顥氬┑掳鍊楁慨鐑藉磻閻愮儤鍋嬮柣妯荤湽閳ь兛绶氬鎾閳╁啯鐝曢梻浣藉Г閿氭い锔诲枤缁辨棃寮撮姀鈾€鎷绘繛杈剧秬濞咃絿鏁☉銏$厱闁哄啠鍋撴繛鑼枛閻涱噣寮介褎鏅濋梺闈涚墕濞诧絿绮径濠庢富闁靛牆妫涙晶閬嶆煕鐎n剙浠遍柟顕嗙節婵$兘鍩¢崒婊冨箺闂備礁鎼ú銊╁磻濞戙垹鐒垫い鎺嗗亾婵犫偓闁秴鐒垫い鎺嶈兌閸熸煡鏌熼崙銈嗗06闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁惧墽鎳撻—鍐偓锝庝簼閹癸綁鏌i鐐搭棞闁靛棙甯掗~婵嬫晲閸涱剙顥氬┑掳鍊楁慨鐑藉磻閻愮儤鍋嬮柣妯荤湽閳ь兛绶氬鎾閳╁啯鐝栭梻渚€鈧偛鑻晶鎵磼椤曞棛鍒伴摶鏍归敐鍫燁仩妞ゆ梹娲熷娲偡閹殿喗鎲奸梺鑽ゅ枂閸庣敻骞冨鈧崺锟犲礃椤忓棴绱查梻浣虹帛閻熴垽宕戦幘缁樼厱闁靛ǹ鍎抽崺锝団偓娈垮枛椤攱淇婇幖浣哥厸闁稿本鐭花浠嬫⒒娴e懙褰掑嫉椤掑倻鐭欓柟杈惧瘜閺佸倿鏌ㄩ悤鍌涘 闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁惧墽鎳撻—鍐偓锝庝簼閹癸綁鏌i鐐搭棞闁靛棙甯掗~婵嬫晲閸涱剙顥氬┑掳鍊楁慨鐑藉磻閻愮儤鍋嬮柣妯荤湽閳ь兛绶氬鎾閻樻爠鍥ㄧ厱閻忕偛澧介悡顖氼熆鐟欏嫭绀€闁宠鍨块、娆戠磼閹惧墎绐楅梻浣告啞椤棝宕橀敐鍡欌偓娲倵楠炲灝鍔氭繛鑼█瀹曟垿骞橀懜闈涙瀭闂佸憡娲﹂崜娑㈡晬濞戙垺鈷戦柛娑樷看濞堟洖鈹戦悙璇ц含闁诡喕鍗抽、姘跺焵椤掆偓閻g兘宕奸弴銊︽櫌婵犮垼娉涢鍡椻枍鐏炶В鏀介柣妯虹仛閺嗏晛鈹戦鑺ュ唉妤犵偛锕ュ鍕箛椤掑偊绱遍梻浣筋潐瀹曟﹢顢氳閺屻劑濡堕崱鏇犵畾闂侀潧鐗嗙€氼垶宕楀畝鍕厱婵炲棗绻戦ˉ銏℃叏婵犲懏顏犵紒杈ㄥ笒铻i柤濮愬€ゅΣ顒勬⒒娴e懙褰掓晝閵堝拑鑰块梺顒€绉撮悞鍨亜閹哄秷鍏岄柛鐔哥叀閺岀喖宕欓妶鍡楊伓闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁惧墽鎳撻—鍐偓锝庝簼閹癸綁鏌i鐐搭棞闁靛棙甯掗~婵嬫晲閸涱剙顥氬┑掳鍊楁慨鐑藉磻閻愮儤鍋嬮柣妯荤湽閳ь兛绶氬鎾閳╁啯鐝栭梻渚€鈧偛鑻晶鎵磼椤曞棛鍒伴摶鏍归敐鍫燁仩妞ゆ梹娲熷娲偡閹殿喗鎲奸梺鑽ゅ枂閸庣敻骞冨鈧崺锟犲礃椤忓棴绱查梻浣虹帛閻熴垽宕戦幘缁樼厱闁靛ǹ鍎抽崺锝団偓娈垮枛椤攱淇婇幖浣哥厸闁稿本鐭花浠嬫⒒娴e懙褰掑嫉椤掑倻鐭欓柟杈惧瘜閺佸倿鏌ㄩ悤鍌涘
首页 > 微波射频 > 综合文库 > 汽车雷达传感器组网技术研究

汽车雷达传感器组网技术研究

时间:01-27 来源:互联网 点击:

摘要:汽车雷达系统中77GHz毫米波雷达传感器制造成本的大幅度降低,给汽车雷达网络的普及应用奠定了技术基础。简要介绍了发展中的毫米波汽车雷达网络的结构原理、多传感器组网的关键技术以及77GHz汽车雷达网络系统的研究现状。为国内汽车雷达网络的发展和应用提供了借鉴和参考。

1、引言

随着人们对汽车驾驶过程当中安全性、舒适性要求的不断提高,汽车雷达被广泛的应用在汽车的自适应巡航系统,防碰撞系统以及驾驶支援系统中。其中,毫米波雷达因探测精度高、硬件体积小和不受恶劣天气影响等优点而被广泛采用。

但是传统的单一雷达传感器还是存在着诸如探测范围小、可靠性低等缺点。特别是在复杂的行驶状况下,并线、移线、转弯、上下坡以及道路两旁的静态护栏、标志牌、行人都会使得雷达对主目标的识别十分困难,误报率很高。

要想完全解决好雷达的误报问题,还需要采取多传感器之间的信息融合技术。通过将各种雷达传感器集成在一起构成的一个网络系统综合了各种传感器的优势,实现了信息分析、综合和平衡,利用数据间的冗余性和互补特性进行容错处理,克服了单一传感器可靠性低、有效探测范围小等缺点,有效地降低了雷达的误报率。由此构成的新的、高精度的传感器网络,能够极大地改善汽车雷达网络系统的性能。

2、雷达网络的构成原理

闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鎯у⒔閹虫捇鈥旈崘顏佸亾閿濆簼绨奸柟鐧哥秮閺岋綁顢橀悙鎼闂侀潧妫欑敮鎺楋綖濠靛鏅查柛娑卞墮椤ユ艾鈹戞幊閸婃鎱ㄩ悜钘夌;婵炴垟鎳為崶顒佸仺缂佸鐏濋悗顓熶繆閵堝繒鍒伴柛鐕佸亞缁鈽夊Ο蹇撶秺閺佹劙宕ㄩ璺攨缂傚倷绀侀鍕嚄閸撲焦顫曢柟鎹愵嚙绾惧吋鎱ㄥ鍡楀幋闁稿鎹囬幃婊堟嚍閵夈儮鍋撻崸妤佺叆闁哄洦姘ㄩ崝宥夋煙閸愯尙鐒告慨濠勭帛閹峰懘宕ㄦ繝鍌涙畼闂備浇宕甸崰鍡涘磿閹惰棄绠查柕蹇曞濞笺劑鏌嶈閸撴瑩顢氶敐鍡欑瘈婵﹩鍘兼禍婊呯磼閻愵剙顎滃瀛樻倐瀵煡顢楅崟顑芥嫼闂佸湱枪濞撮绮婚幘瀵哥閻犲泧鍛煂闁轰礁鐗婃穱濠囧Χ閸涱喖娅ら梺绋款儌閸撴繄鎹㈠┑鍥╃瘈闁稿本绋戝▍锝咁渻閵堝繒鍒伴柕鍫熸倐楠炲啯绂掔€e灚鏅┑鐐村灦钃遍悹鍥╁仱濮婅櫣鎷犻垾铏亶闂佽崵鍣︽俊鍥箲閵忕姭鏀介悗锝庝簽閸婄偤姊洪棃娴ゆ盯宕橀妸銉喘婵犵數濮烽弫鍛婃叏閻戣棄鏋侀柟闂寸绾捐銇勯弽顐粶闁绘帒鐏氶妵鍕箳閹存繍浠肩紒鐐劤椤兘寮婚悢鐓庣鐟滃繒鏁☉銏$厽闁规儳顕ú鎾煙椤旂瓔娈滈柡浣瑰姈閹棃鍨鹃懠顒佹櫦婵犵數濮幏鍐礃椤忓啰椹抽梻渚€鈧稓鈹掗柛鏂跨Ф閹广垹鈹戠€n亜绐涘銈嗘礀閹冲秹宕Δ鍛拻濞达絽鎲$拹锟犳煙閾忣偅灏甸柍褜鍓氬銊︽櫠濡や胶鈹嶅┑鐘叉搐缁犵懓霉閿濆牆鈧粙濡搁埡鍌滃弳闂佸搫鍟犻崑鎾绘煕鎼达紕锛嶇紒杈╁仱楠炴帒螖娴e弶瀚介梻浣呵归張顒勬偡閵娾晛绀傜€光偓閸曨剛鍘甸梺鎯ф禋閸嬪懎鐣峰畝鈧埀顒冾潐濞叉粓寮拠宸殨濞寸姴顑愰弫鍥煟閹邦収鍟忛柛鐐垫暬濮婄粯鎷呴懞銉с€婇梺闈╃秶缁犳捇鐛箛娑欐櫢闁跨噦鎷�...

图1所示的雷达网络由四个等距离分布在安全杠上的近距离毫米波雷达传感器(Neardistancesensor,NDS)构成,每个雷达传感器均采用FMCW体制。该传感器网络可在35米的范围内实现水平方位角为120°的覆盖面。这种近距离、大覆盖面的雷达传感器网络可以在车速不高,路面状况比较复杂的情况下(例如市内交通),监控汽车前向较大范围内的目标。

如果需要远距离探测,可以在安全杠中间增加一个远距离雷达传感器。随着77GHz汽车雷达传感器技术的成熟,近/远距离雷达传感器都倾向于采用77GHzMMIC(毫米波集成电路)技术实现,采用这种技术容易做出一体化的设计方案,使收发模块的成本大为降低。                           

在图2所示传感器网络系统框图中,基于77GHzMMIC技术的雷达传感器是构成汽车雷达网络的前端关键硬件,后端的信息处理需要用数字信号处理器等高速运算单元来完成。传感器、数字信号处理单元以及数据融合决策系统之间采用以太网、高速串行连接的方式传送数据,以满足高数据率的传输要求。

数据融合系统采用分布式体系结构,即每个近距离传感器对获得的回波信号先进行局部处理,然后送入融合中心进行融合以获得目标的方位、速度信息。控制器是整个雷达网络系统的最终决策机构,它负责识别目标的距离和速度信息是否对行车安全构成威胁,并通过声光的形式提示驾驶员或者直接作用于车载控制系统加以调整。

闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鎯у⒔閹虫捇鈥旈崘顏佸亾閿濆簼绨奸柟鐧哥秮閺岋綁顢橀悙鎼闂侀潧妫欑敮鎺楋綖濠靛鏅查柛娑卞墮椤ユ艾鈹戞幊閸婃鎱ㄩ悜钘夌;婵炴垟鎳為崶顒佸仺缂佸鐏濋悗顓熶繆閵堝繒鍒伴柛鐕佸亞缁鈽夊Ο蹇撶秺閺佹劙宕ㄩ璺攨缂傚倷绀侀鍕嚄閸撲焦顫曢柟鎹愵嚙绾惧吋鎱ㄥ鍡楀幋闁稿鎹囬幃婊堟嚍閵夈儮鍋撻崸妤佺叆闁哄洦姘ㄩ崝宥夋煙閸愯尙鐒告慨濠勭帛閹峰懘宕ㄦ繝鍌涙畼闂備浇宕甸崰鍡涘磿閹惰棄绠查柕蹇曞濞笺劑鏌嶈閸撴瑩顢氶敐鍡欑瘈婵﹩鍘兼禍婊呯磼閻愵剙顎滃瀛樻倐瀵煡顢楅崟顑芥嫼闂佸湱枪濞撮绮婚幘瀵哥閻犲泧鍛煂闁轰礁鐗婃穱濠囧Χ閸涱喖娅ら梺绋款儌閸撴繄鎹㈠┑鍥╃瘈闁稿本绋戝▍锝咁渻閵堝繒鍒伴柕鍫熸倐楠炲啯绂掔€e灚鏅┑鐐村灦钃遍悹鍥╁仱濮婅櫣鎷犻垾铏亶闂佽崵鍣︽俊鍥箲閵忕姭鏀介悗锝庝簽閸婄偤姊洪棃娴ゆ盯宕橀妸銉喘婵犵數濮烽弫鍛婃叏閻戣棄鏋侀柟闂寸绾捐銇勯弽顐粶闁绘帒鐏氶妵鍕箳閹存繍浠肩紒鐐劤椤兘寮婚悢鐓庣鐟滃繒鏁☉銏$厽闁规儳顕ú鎾煙椤旂瓔娈滈柡浣瑰姈閹棃鍨鹃懠顒佹櫦婵犵數濮幏鍐礃椤忓啰椹抽梻渚€鈧稓鈹掗柛鏂跨Ф閹广垹鈹戠€n亜绐涘銈嗘礀閹冲秹宕Δ鍛拻濞达絽鎲$拹锟犳煙閾忣偅灏甸柍褜鍓氬銊︽櫠濡や胶鈹嶅┑鐘叉搐缁犵懓霉閿濆牆鈧粙濡搁埡鍌滃弳闂佸搫鍟犻崑鎾绘煕鎼达紕锛嶇紒杈╁仱楠炴帒螖娴e弶瀚介梻浣呵归張顒勬偡閵娾晛绀傜€光偓閸曨剛鍘甸梺鎯ф禋閸嬪懎鐣峰畝鈧埀顒冾潐濞叉粓寮拠宸殨濞寸姴顑愰弫鍥煟閹邦収鍟忛柛鐐垫暬濮婄粯鎷呴懞銉с€婇梺闈╃秶缁犳捇鐛箛娑欐櫢闁跨噦鎷�...

图2、雷达网络系统结构图

3、汽车雷达网络关键技术解决方案

与单个雷达传感器相比,多传感器组网的优势在于测量精度高,误报率低以及多目标识别的优越性能。测量精度高、误报率低源于数据融合技术,这就要求每个传感器在时间、频率上精确同步;多目标识别取决于系统自身对目标的识别分类能力。因此,在整个雷达网络包括每个雷达传感器的设计上都要围绕着这两点来进行。

3.1、近距离传感器设计

近距离雷达传感器主要担负着汽车前向35米内的目标探测,是汽车雷达网络在复杂路况下发挥效能关键部分。近距离雷达传感器主要包括射频单元、接收机和各个传感器的之间的精确时间同步控制。在天线的设计上,既要符合所示的波束宽度的要求,同时又不能增大传感器的体积。因此可以采用印刷体线性阵列天线。

接收机主要由一些低频元件、抗混叠滤波器和模数转换装置构成。这些低频元件所产生的噪声可以淹没微弱的回波信号,是影响探测距离的主要因素之一,因此要尽可能的降低噪声参数。此外,模数转换的采样频率应该依据近距离传感器的性能参数来确定。近距离传感器的原理图如图3所示。

闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鎯у⒔閹虫捇鈥旈崘顏佸亾閿濆簼绨奸柟鐧哥秮閺岋綁顢橀悙鎼闂侀潧妫欑敮鎺楋綖濠靛鏅查柛娑卞墮椤ユ艾鈹戞幊閸婃鎱ㄩ悜钘夌;婵炴垟鎳為崶顒佸仺缂佸鐏濋悗顓熶繆閵堝繒鍒伴柛鐕佸亞缁鈽夊Ο蹇撶秺閺佹劙宕ㄩ璺攨缂傚倷绀侀鍕嚄閸撲焦顫曢柟鎹愵嚙绾惧吋鎱ㄥ鍡楀幋闁稿鎹囬幃婊堟嚍閵夈儮鍋撻崸妤佺叆闁哄洦姘ㄩ崝宥夋煙閸愯尙鐒告慨濠勭帛閹峰懘宕ㄦ繝鍌涙畼闂備浇宕甸崰鍡涘磿閹惰棄绠查柕蹇曞濞笺劑鏌嶈閸撴瑩顢氶敐鍡欑瘈婵﹩鍘兼禍婊呯磼閻愵剙顎滃瀛樻倐瀵煡顢楅崟顑芥嫼闂佸湱枪濞撮绮婚幘瀵哥閻犲泧鍛煂闁轰礁鐗婃穱濠囧Χ閸涱喖娅ら梺绋款儌閸撴繄鎹㈠┑鍥╃瘈闁稿本绋戝▍锝咁渻閵堝繒鍒伴柕鍫熸倐楠炲啯绂掔€e灚鏅┑鐐村灦钃遍悹鍥╁仱濮婅櫣鎷犻垾铏亶闂佽崵鍣︽俊鍥箲閵忕姭鏀介悗锝庝簽閸婄偤姊洪棃娴ゆ盯宕橀妸銉喘婵犵數濮烽弫鍛婃叏閻戣棄鏋侀柟闂寸绾捐銇勯弽顐粶闁绘帒鐏氶妵鍕箳閹存繍浠肩紒鐐劤椤兘寮婚悢鐓庣鐟滃繒鏁☉銏$厽闁规儳顕ú鎾煙椤旂瓔娈滈柡浣瑰姈閹棃鍨鹃懠顒佹櫦婵犵數濮幏鍐礃椤忓啰椹抽梻渚€鈧稓鈹掗柛鏂跨Ф閹广垹鈹戠€n亜绐涘銈嗘礀閹冲秹宕Δ鍛拻濞达絽鎲$拹锟犳煙閾忣偅灏甸柍褜鍓氬銊︽櫠濡や胶鈹嶅┑鐘叉搐缁犵懓霉閿濆牆鈧粙濡搁埡鍌滃弳闂佸搫鍟犻崑鎾绘煕鎼达紕锛嶇紒杈╁仱楠炴帒螖娴e弶瀚介梻浣呵归張顒勬偡閵娾晛绀傜€光偓閸曨剛鍘甸梺鎯ф禋閸嬪懎鐣峰畝鈧埀顒冾潐濞叉粓寮拠宸殨濞寸姴顑愰弫鍥煟閹邦収鍟忛柛鐐垫暬濮婄粯鎷呴懞銉с€婇梺闈╃秶缁犳捇鐛箛娑欐櫢闁跨噦鎷�...

图3、近距离传感器结构图

闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鎯у⒔閹虫捇鈥旈崘顏佸亾閿濆簼绨奸柟鐧哥秮閺岋綁顢橀悙鎼闂侀潧妫欑敮鎺楋綖濠靛鏅查柛娑卞墮椤ユ艾鈹戞幊閸婃鎱ㄩ悜钘夌;婵炴垟鎳為崶顒佸仺缂佸鐏濋悗顓熶繆閵堝繒鍒伴柛鐕佸亞缁鈽夊Ο蹇撶秺閺佹劙宕ㄩ璺攨缂傚倷绀侀鍕嚄閸撲焦顫曢柟鎹愵嚙绾惧吋鎱ㄥ鍡楀幋闁稿鎹囬幃婊堟嚍閵夈儮鍋撻崸妤佺叆闁哄洦姘ㄩ崝宥夋煙閸愯尙鐒告慨濠勭帛閹峰懘宕ㄦ繝鍌涙畼闂備浇宕甸崰鍡涘磿閹惰棄绠查柕蹇曞濞笺劑鏌嶈閸撴瑩顢氶敐鍡欑瘈婵﹩鍘兼禍婊呯磼閻愵剙顎滃瀛樻倐瀵煡顢楅崟顑芥嫼闂佸湱枪濞撮绮婚幘瀵哥閻犲泧鍛煂闁轰礁鐗婃穱濠囧Χ閸涱喖娅ら梺绋款儌閸撴繄鎹㈠┑鍥╃瘈闁稿本绋戝▍锝咁渻閵堝繒鍒伴柕鍫熸倐楠炲啯绂掔€e灚鏅┑鐐村灦钃遍悹鍥╁仱濮婅櫣鎷犻垾铏亶闂佽崵鍣︽俊鍥箲閵忕姭鏀介悗锝庝簽閸婄偤姊洪棃娴ゆ盯宕橀妸銉喘婵犵數濮烽弫鍛婃叏閻戣棄鏋侀柟闂寸绾捐銇勯弽顐粶闁绘帒鐏氶妵鍕箳閹存繍浠肩紒鐐劤椤兘寮婚悢鐓庣鐟滃繒鏁☉銏$厽闁规儳顕ú鎾煙椤旂瓔娈滈柡浣瑰姈閹棃鍨鹃懠顒佹櫦婵犵數濮幏鍐礃椤忓啰椹抽梻渚€鈧稓鈹掗柛鏂跨Ф閹广垹鈹戠€n亜绐涘銈嗘礀閹冲秹宕Δ鍛拻濞达絽鎲$拹锟犳煙閾忣偅灏甸柍褜鍓氬銊︽櫠濡や胶鈹嶅┑鐘叉搐缁犵懓霉閿濆牆鈧粙濡搁埡鍌滃弳闂佸搫鍟犻崑鎾绘煕鎼达紕锛嶇紒杈╁仱楠炴帒螖娴e弶瀚介梻浣呵归張顒勬偡閵娾晛绀傜€光偓閸曨剛鍘甸梺鎯ф禋閸嬪懎鐣峰畝鈧埀顒冾潐濞叉粓寮拠宸殨濞寸姴顑愰弫鍥煟閹邦収鍟忛柛鐐垫暬濮婄粯鎷呴懞銉с€婇梺闈╃秶缁犳捇鐛箛娑欐櫢闁跨噦鎷�...

图4 、同步系统框图

3.2、同步控制

雷达组网后,同样是通过测量发射信号和回波信号之间的频率差来确定目标的位置。但不同于单个雷达探测,汽车雷达网络测量目标的距离和速度是通过对每个传感器测得的目标信息进行数据融合而得到的。为了测量目标距离以及产生一致的波形,发射机和接收机要有统一的时间标准,这就是时间上的同步。为了能接收和放大回波信号,雷达传感器的发射机和接收机必须工作在相

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top