华儒科技：全面解析雷达传感器技术

1、雷达传感器的起源、定义及组成

雷达的出现，是由于二战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达技术能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。

定义雷达概念形成于20世纪初。雷达是英文(Radio Detection and Ranging)英文的音译，意无线电检测和测距，是利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。

雷达的组成包括五个基本组成部分：发射机、发射天线、接收机、接收天线以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。

2、雷达技术在各领域中的应用

随着科技的发展，雷达技术日臻完善，现代雷达不仅能完成对目标的探测和测距，还能完成测角、测速、跟踪和成像等功能。虽然雷达技术主要用于军事方面，但其在民用领域也发挥着越来越大的作用。雷达在民用服务的主要应用包括有气象雷达，探地雷达和应用于机场、港口、和公路的交通管制雷达。

3、雷达传感器在汽车领域的几种应用

1）、汽车前端ACC雷达巡航系统
2）、用FMCW测距雷达取代超声波用于倒车雷达
3）、车辆防盗预警
4）、变道辅助驾驶系统
5）、汽车自身运动速度测量等等

4、雷达技术与视频技术、超声波技术、红外线技术等竞争对手之间的比较

表1

5、汽车各种测距方式主要技术参数对比表

表2

6、雷达测距系统的组成框图

1）、收发天线可安装于车辆保险杠内，向车前方发出发射信号，并接收反射信号
2）、射频收发前端是雷达系统的核心部件，负责信号调制，射频信号的发射接收及接收信号解调
3）、信息处理模块自动分析，计算出与前方车辆间的距离和相对速度，并且防止转弯时错误测量临近车道车辆的情况发生
4）、汽车控制装置：即控制汽车的自动操作系统，达到自动减速慢速行车，或紧急刹车。通过限制发动机输出转速，调节刹车作用力及变速箱挡位，控制定速巡航的车速
5）、报警系统：安装在驾驶室前部，精确显示前方障碍物的距离值，面板上的数字键，可根据实际情况设定保京距离值，还有特殊输出接口，当系统报警时，该接口会输出TTL电平，可用于自动刹车开发

7、奥迪Q7换道辅助系统

1）、换道辅助系统是利用雷达传感器监控车辆后方和两侧的空间障碍分布(水平方向为主、垂直方向为辅)，并在驾驶员变换行车道时提供帮助。被监控的区域也包括所谓的"视野盲区"，系统同时还对驾驶员侧和副驾驶员侧的车辆两侧进行监控，每侧都配有一个雷达传感器。当换道辅助系统(SWA)识别到变换行车道可能会发生交通危险时，系统将发出视觉提示或声音警示驾驶员。此时相应车外后视镜内的报警灯可能亮起或快速闪烁，以提示或警示驾驶员潜在的风险。
2）、换道辅助系统具有2个控制单元：换道辅助系统控制单元J769(主控制单元)和换道辅助系统控制单元J770(从控制单元)。主控制单元与右侧雷达传感器组成一个单元，从控制单元与左侧雷达传感器组成一个单元。主控制单元和从控制单元在结构完全相同。其基本结构是由一块电子线路板和一个数字信号处理器组成的中央计算单元。此外，它还被用来探测和跟踪雷达传感器识别到的物体。

8、雷达传感器的监控区域

车辆每一侧的监控区域都由一个后部区域和一个侧面区域组成，如图所示。后部监控区域从车辆后边缘开始向后延伸约50 In，相当于线段A和B之间的灰色区域；侧面区域从车辆后边缘开始延伸到B柱为止，这正好是线段B和C之间的灰色区域，灰色区域的宽度测得约3.6m

图1

9、超车与被超车

1）、如图所示，配备了换道辅助系统(SWA)的汽车(V1)行驶在3车道高速公路的中间一条行车道上，并且正在超越右侧的一辆汽车(v2)。配备了换道辅助系统的汽车与被超车的汽车之间的速度差小于15 km/h。由于速度差较小，超车过程需要一定的时间，被超越的汽车在一定的时间内消失在"视野盲区"内。在这种情况下，右侧车外后视镜内的报警灯必须通知驾驶员右侧行车道被占用。如果带有换道辅助系统车辆的驾驶员现在接通右侧转向信号灯，那么右侧车外后视镜内的报警灯将4次闪烁，以警示驾驶员。

图2

2）、如图所示，装备了换道辅助系统(SWA)的汽车(V3)中速行驶在3车道高速公路的右侧车道上，中间车道上有一辆汽车(V4)以明显较高速度从后方接近本方车辆。换道辅助系统探测到这辆不断靠近的汽车并点亮左侧车外后视镜内的报警灯。如果此时操纵左侧的转向信号灯，那么报警灯将会闪烁，以警示驾驶员如果变换行车道将有发生碰撞的危险。导致报警灯被激活的两车间最大距离取决于两车间的速度差。速度差越大，此距离范围越大。但是发出警示的最大距离极限为50 m，因为50 m是雷达传感器的最大探