在自動泊車應用中,雷達為什麼優於超聲波
發布時間:2022-03-11 來源:TI 責任編輯:wenwei
【導讀】隨著汽車原始設備製造商開發自主性更高的車輛,自動泊車技術也在不斷發展。這些泊車係統包括泊車輔助(仍然需要駕駛員參與)和自動泊車(可以免手動操作)。
當dang今jin的de汽qi車che泊bo車che係xi統tong大da多duo使shi用yong超chao聲sheng波bo和he攝she像xiang頭tou傳chuan感gan器qi。超chao聲sheng波bo傳chuan感gan器qi的de工gong作zuo原yuan理li是shi發fa出chu高gao頻pin聲sheng波bo,被bei其qi路lu徑jing中zhong的de物wu體ti反fan射she。傳chuan感gan器qi通tong過guo測ce量liang從cong發fa射she到dao接jie收shou所suo用yong的de時shi間jian來lai測ce量liang附fu近jin物wu體ti的de距ju離li。但dan是shi,超chao聲sheng波bo和he攝she像xiang頭tou技ji術shu確que實shi有you一yi定ding的de局ju限xian性xing,會hui受shou到dao以yi下xia因yin素su的de製zhi約yue:
● 如泥土和霧這樣的環境條件
● 最小和最大探測距離
● 水平和垂直視場窄
● 成本
即將推出的自動泊車係統可受益於 TI 經濟高效的毫米波 (mmWave) 雷達傳感器,即使在惡劣的環境條件下也能實現有效的 360 度全景環視。此外,毫米波雷達技術還可提供重要的環境信息,例如附近物體的距離、速度和角度。
雷達傳感器可在各種環境下使用
可靠性是其他傳感技術(如超聲波、電容和攝像頭係統)的主要缺點。水、泥土、碎屑、霧、雪(xue)以(yi)及(ji)弱(ruo)光(guang)或(huo)強(qiang)光(guang)會(hui)影(ying)響(xiang)其(qi)他(ta)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)的(de)效(xiao)果(guo),但(dan)不(bu)會(hui)影(ying)響(xiang)毫(hao)米(mi)波(bo)雷(lei)達(da)。雷(lei)達(da)可(ke)在(zai)各(ge)種(zhong)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)下(xia)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。此(ci)外(wai),雷(lei)達(da)不(bu)需(xu)要(yao)非(fei)金(jin)屬(shu)保(bao)險(xian)杠(gang)切(qie)口(kou),在(zai)保(bao)持(chi)汽(qi)車(che)美(mei)觀(guan)的(de)同(tong)時(shi)也(ye)保(bao)護(hu)了(le)雷(lei)達(da)傳(chuan)感(gan)器(qi)。
在自動泊車應用中,雷達為什麼優於超聲波
相比其他傳感技術(如超聲波傳感器),毫米波雷達可以檢測到更遠的物體。雷達傳感器不是發射聲波,而是產生無線電波:無wu線xian電dian波bo的de波bo長chang在zai電dian磁ci波bo譜pu中zhong最zui長chang。這zhe些xie無wu線xian電dian波bo被bei路lu徑jing中zhong的de物wu體ti反fan射she,通tong過guo計ji算suan其qi頻pin率lv變bian化hua即ji可ke確que定ding物wu體ti的de距ju離li。由you於yu無wu線xian電dian波bo可ke以yi傳chuan播bo得de更geng遠yuan,因yin此ci它ta們men的de探tan測ce範fan圍wei也ye更geng大da。通tong過guo感gan應ying更geng遠yuan距ju離li的de物wu體ti,可ke以yi檢jian測ce到dao停ting車che場chang附fu近jin的de更geng多duo物wu體ti。TI 的 AWR1843AOP 器件可以檢測最遠 50m 的物體。
除了最大範圍限製外,超聲波傳感器還有最小範圍限製,約為 10cm 到 15cm。而 TI 的毫米波雷達可以檢測到近至 4cm 的物體,這可以幫助駕駛員在狹窄、緊湊的停車位上操縱車輛,並檢測靠近車輛的邊緣。雷達的通道帶寬與距離分辨率(即區分兩個或更多個物體的能力)成反比。AWR1843AOP 的 4GHz 帶寬與約 4cm 的距離分辨率相關。
毫米波雷達傳感器的優勢之一是其視野寬廣。圖 1 表明超聲波傳感器的視野有限。即使在汽車周圍放置的超聲波傳感器比雷達傳感器多(通常多達 12 個),檢測方麵仍然存在差距。毫米波雷達的視野覆蓋範圍更廣,可在車輛周圍實現 360 度全覆蓋,同時使用的傳感器比超聲波傳感器實施方案更少。
圖 1:超聲波與毫米波雷達係統的距離和視野比較
其他傳感技術,如飛行時間和超聲波,可能無法檢測到遠低於或高於傳感器高度的物體,AWR1843AOP 的 140 度垂直視野能夠檢測低處物體,例如路緣、護柱、小動物和道路上的碎片。圖2顯示了使用AWR1843AOP評估模塊 (EVM) 檢測用作低高度路緣的煤渣砌塊。
圖 2:使用 TI 的 AWR1843AOP EVM 檢測用作路緣的煤渣砌塊
由於兼具寬視野和高距離分辨率特性,它可以同時檢測和區分多個靜態物體。圖 3 顯示了雷達能夠區分表麵積極小的幾種不同材料(包括木材、金屬和塑料)物體。
圖 3:檢測各種類型、尺寸和材質的多個靜態物體
AOP 技術可加快上市速度
隨著汽車製造商和一級供應商轉為采用 77GHz 毫米波傳感器以提高在泊車時檢測物體的性能,TI 的 AWR1843AOP 毫米波雷達傳感器將天線、雷達收發器、數字信號處理器、微控製器和接口外設全部集成到一個芯片上,如圖 4 所(suo)示(shi)。將(jiang)封(feng)裝(zhuang)集(ji)成(cheng)到(dao)芯(xin)片(pian)上(shang)消(xiao)除(chu)了(le)對(dui)高(gao)頻(pin)基(ji)板(ban)材(cai)料(liao)的(de)需(xu)求(qiu)。與(yu)其(qi)他(ta)雷(lei)達(da)傳(chuan)感(gan)器(qi)相(xiang)比(bi),不(bu)使(shi)用(yong)高(gao)頻(pin)基(ji)板(ban)材(cai)料(liao)可(ke)大(da)大(da)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)和(he)製(zhi)造(zao)複(fu)雜(za)度(du),同(tong)時(shi)節(jie)省(sheng)約(yue) 30% 的布板空間。
由於無需設計、模擬和表征天線性能,甚至可以加快產品上市速度。此外,TI 的軟件可在公司的 60GHz 和 77GHz 器件中重複使用和移植,從而加快多雷達係統級設計。
圖 4:TI 的 AWR1843AOP 毫米波雷達傳感器
此外,還可以對 AWR1843AOP 進行編程,以針對多種應用重新配置同一個傳感器 - 例(li)如(ru),使(shi)用(yong)同(tong)一(yi)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)現(xian)泊(bo)車(che),以(yi)及(ji)在(zai)打(da)開(kai)車(che)門(men)時(shi)檢(jian)測(ce)物(wu)體(ti),甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)將(jiang)用(yong)於(yu)盲(mang)點(dian)檢(jian)測(ce)等(deng)其(qi)他(ta)功(gong)能(neng)的(de)現(xian)有(you)雷(lei)達(da)傳(chuan)感(gan)器(qi)重(zhong)新(xin)用(yong)於(yu)實(shi)現(xian)泊(bo)車(che)雷(lei)達(da)功(gong)能(neng),從(cong)而(er)降(jiang)低(di)整(zheng)體(ti)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)。
TI 毫米波雷達傳感器的優勢包括:車輛周圍 360 度全覆蓋;檢測範圍更大;可準確測量物體的距離、速度和角度。此外,AOP 技術可讓您更輕鬆地創建外形尺寸非常小的傳感器。TI 的 77GHz AWR1843AOP 雷達傳感器可在泊車應用中實現更靈活的檢測和更好的性能。
其他資源
● 購買 AWR1843AOP EVM。
● 查看 AWR1843AOP產品文件夾。
● 下載參考設計。
關於德州儀器(TI)
德州儀器(TI)(納斯達克股票代碼:TXN)是一家全球性的半導體公司,致力於設計、製造、測試和銷售模擬和嵌入式處理芯片,用於工業、汽車、個人電子產品、通tong信xin設she備bei和he企qi業ye係xi統tong等deng市shi場chang。我wo們men致zhi力li於yu通tong過guo半ban導dao體ti技ji術shu讓rang電dian子zi產chan品pin更geng經jing濟ji實shi用yong,創chuang造zao一yi個ge更geng美mei好hao的de世shi界jie。如ru今jin,每mei一yi代dai創chuang新xin都dou建jian立li在zai上shang一yi代dai創chuang新xin的de基ji礎chu之zhi上shang,使shi我wo們men的de技ji術shu變bian得de更geng小xiao巧qiao、更快速、更可靠、更實惠,從而實現半導體在電子產品領域的廣泛應用,這就是工程的進步。這正是我們數十年來乃至現在一直在做的事。 欲了解更多信息,請訪問公司網站www.ti.com.cn。
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