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「汽车」【牛车实验室】趣味解读毫米波雷达/激光雷达 自动驾驶的“电子眼”


[资讯-牛车网]
自动驾驶从概念化走向现实世界似乎非常迅速 ， 对于自动驾驶的定义 ， 简单来说就是对大量交通数据进行运算 ， 最终得到最优的行车路线和速度 ， 车辆实现无人干预的自动行驶 。 但是最关键的技术难点却在于获取数据 ， 所以雷达变成了自动驾驶不可或缺的硬件 。 自动驾驶汽车通过雷达将复杂的交通数据全部捕获 。 目前来说汽车上常见的雷达有两种 ， 分别是毫米波雷达和激光雷达 。
「汽车」【牛车实验室】趣味解读毫米波雷达/激光雷达 自动驾驶的“电子眼”
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【「汽车」【牛车实验室】趣味解读毫米波雷达/激光雷达 自动驾驶的“电子眼”】

雷达是一个熟悉又陌生的词 ， 是英文Radar的音译 ， 源于radio detection and ranging的缩写 ， 意思为"无线电探测和测距" ， 即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置 。 所以 ， 雷达也被称为“无线电定位” 。 雷达是利用电磁波探测目标的电子设备 。 雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波 ， 由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息 。
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毫米波雷达
首先大家要明白什么是毫米波 ， 毫米波实质上就是电磁波 。 毫米波的频段比较特殊 ， 其频率高于无线电 ， 低于可见光和红外线 ， 频率大致范围是10GHz—200GHz 。 这是一个非常适合车载领域的频段 。 当前 ， 比较常见的车载领域的毫米波雷达频段有三类 。
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A、24GHz ， 这个频段目前大量应用于汽车的盲点监测、变道辅助 。 雷达安装在车辆的后保险杠内 ， 用于监测车辆后方两侧的车道是否有车、可否进行变道 。 这个频段也有缺点 ， 首先是频率比较低 ， 另外就是带宽比较窄 ， 只有250MHz 。
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B、77GHz ， 这个频段的频率比较高 ， 国际上允许的带宽高达800MHz 。 这个频段的雷达性能要好于24GHz的雷达 ， 所以主要用来装配在车辆的前保险杠上 ， 探测与前车的距离以及前车的速度 ， 实现的主要是紧急制动、自动跟车等主动安全领域的功能 。
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C、79GHz ， 这个频段最大的特点就是其带宽非常宽 ， 要比77GHz的高出3倍以上 ， 这也使其具备非常高的分辨率 ， 可以达到125px 。
雷达的振荡器会产生一个频率随时间逐渐增加的信号 ， 这个信号遇到障碍物之后 ， 会反弹回来 ， 其时延是2倍距离/光速 。 返回来的波形和发出的波形之间有个频率差 ， 这个频率差和时延是呈线性关系的：物体越远 ， 返回的波收到的时间就越晚 ， 那么它跟入射波的频率差值就越大 。 将这两个频率做一个减法就可得到二者频率的差频 ， 通过判断差拍频率的高低就可以判断障碍物的距离 。
精准度高 ， 抗干扰能力强 ， 则探测距离远。 呈广角探测， 探测范围广 ， 作用时速可达到120码以上 ， 全天候工作 ， 雨雪雾霾沙尘暴等恶劣天气均能开启正常使用 。 穿透能力强 ， 安装也可完全隐蔽 ， 不影响车辆整体外观 ， 所以毫米波雷达技术更适用于汽车防撞领域 。
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激光雷达
激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统 。 其工作原理是向目标发射探测激光信号 ， 然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较 ， 作适当处理后就可获得目标的有关信息：如目标距离、方位、高度、速度、姿态、形状等参数 ， 从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别 。 整套系统由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成 ， 激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去 ， 光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲 ， 送到显示器 。


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