毫米波雷達的應用場(chǎng)景是怎樣的

毫米波在諸多方面的應用,使得毫米波異?；馃?。其中,最為火熱的應用之一為毫米波雷達技術(shù)。本文中,將從兩大方面對毫米波雷達加以闡述:1.車(chē)載毫米波雷達頻段劃分以及發(fā)展趨勢解析,2.介紹毫米波雷達的幾個(gè)應用場(chǎng)景。如果你對毫米波,疑惑對毫米波雷達存在一定興趣,不妨繼續往下閱讀。

一、車(chē)載毫米波雷達頻段劃分

(一)頻段介紹

從頻段上來(lái)看,比較常見(jiàn)的車(chē)載領(lǐng)域的毫米波雷達頻段有兩類(lèi)。

1、24GHz,目前大量應用于汽車(chē)的盲點(diǎn)監測、變道輔助。雷達安裝在車(chē)輛的后保險杠內,用于監測車(chē)輛后方兩側的車(chē)道是否有車(chē)、可否進(jìn)行變道。這個(gè)頻段也有其缺點(diǎn),首先是頻率比較低,另外就是帶寬(Bandwidth)比較窄,只有250MHz。

2、77GHz,這個(gè)頻段的頻率比較高,國際上允許的帶寬高達800MHz。據介紹,這個(gè)頻段的雷達性能要好于24GHz的雷達,所以主要用來(lái)裝配在車(chē)輛的前保險杠上,探測與前車(chē)的距離以及前車(chē)的速度,實(shí)現緊急制動(dòng)、自動(dòng)跟車(chē)等主動(dòng)安全領(lǐng)域的功能。

從工藝層面來(lái)講,目前毫米波雷達的兩個(gè)主要工藝,一個(gè)是SiGe,一個(gè)是CMOS。SiGe的好處是傳統半導體技術(shù)很成熟,在77GHz上SiGe的片子已經(jīng)實(shí)現了大規模量產(chǎn)。CMOS的好處是集成度更高,未來(lái)可以把基帶和射頻都集中在一個(gè)SoC上,這是一個(gè)非常好的技術(shù)優(yōu)勢。從出貨量上來(lái)看,目前還是SiGe比較大,因為在大功率情況下SiGe的性能比CMOS要好一些。這兩種技術(shù)目前是并存的,未來(lái)的一段時(shí)間也將持續并存。

(二)毫米波雷達的優(yōu)勢

在眾多車(chē)載傳感器中,每個(gè)傳感器都有自身的特點(diǎn),都存在各自特有的應用場(chǎng)景,所以未來(lái)一定是多種傳感器融合的解決方案最優(yōu)。汽車(chē)的安全性是一切發(fā)展的前提。各種傳感器協(xié)同工作來(lái)實(shí)現車(chē)輛對周?chē)h(huán)境高精度低延時(shí)的監控,而毫米波雷達憑借其可靠的表現(如應對惡劣天氣條件)且唯一能夠“全天候全天時(shí)”工作的超強能力,成為了汽車(chē)ADAS不可或缺的核心傳感器之一!

(三)全球汽車(chē)出貨量的自動(dòng)化程度趨勢

除了不同傳感器之間孰優(yōu)孰劣之外,還有一個(gè)問(wèn)題非常重要,那就是24GHz和77GHz兩個(gè)頻段誰(shuí)更好。24GHz雷達傳感器的探測距離約50m左右,距離相對較短,主要用于盲點(diǎn)監測(BSD),變道輔助(LCA)等。77GHz雷達傳感器的的探測距離更長(cháng),可達到160m到230m。相比于24GHz,77GHz雷達傳感器的頻率更高、波長(cháng)變短、系統帶寬更寬,從而提高了距離和速度測量的精度和準確度,主要用于自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)、汽車(chē)自適應巡航控制(ACC)和前向防撞預警(FCW)等。

(四)24GHz頻段與77GHz頻段汽車(chē)雷達傳感器的趨勢

目前市場(chǎng)需要的是在復雜的場(chǎng)景下,能夠更好解決問(wèn)題并且價(jià)格可接受的產(chǎn)品,因此未來(lái)很長(cháng)一段時(shí)間內,由于成本、性能、供應鏈等問(wèn)題,77GHz雷達的分布位置和24GHz雷達將會(huì )完全不同,在整車(chē)上發(fā)揮不同的功能作用,77GHz并不會(huì )簡(jiǎn)單替代24GHz,而是會(huì )相當長(cháng)一段時(shí)間內共存。

二、毫米波雷達應用場(chǎng)景

(一)智慧辦公

在疫情防護的關(guān)鍵時(shí)刻,基于攝像頭AI的技術(shù)確實(shí)可以幫助我們減少日常工作中直接或間接的接觸,同時(shí)AI技術(shù)的采用也提升了辦公空間的使用體驗和利用率,但攝像頭的大量使用也帶來(lái)了一個(gè)比較大的隱患,即如何保護個(gè)人隱私?尤其是在一些非公開(kāi)或半公開(kāi)空間的場(chǎng)所,如員工辦公區域、會(huì )議室等。

毫米波雷達相比攝像頭最大的優(yōu)點(diǎn)是不涉及隱私泄露,它的外觀(guān)沒(méi)有讓人不安的鏡頭設計,更重要的是雷達的數據信息也是完全匿名的,符合相關(guān)隱私法規要求,可應用于更多不適合部署攝像頭的辦公場(chǎng)景。

相比AI攝像頭技術(shù)隱私的問(wèn)題,毫米波雷達還具備效益優(yōu)勢。由于雷達的識別處理基本都在本地設備側完成,上傳到后臺云端數據量很少,僅僅為識別后的人員位置、軌跡信息或者統計處理后的信息,所以對整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統的網(wǎng)絡(luò )帶寬、云端資源的需求都非常有限,從而可以幫助企業(yè)大大降低系統的運營(yíng)成本。

(二)智能家居

在養老家居領(lǐng)域,多方位感知變得尤為重要。需要實(shí)時(shí)保證居家老人呼吸心跳數據、睡眠質(zhì)量等生理檢測數據的正常。此外,目前在智慧家居中,保護個(gè)人隱私生活方面漸成剛需,卻也成痛點(diǎn),亟待技術(shù)突破來(lái)填補空白。而毫米波雷達產(chǎn)品,不受光線(xiàn)和隱私的限制,通過(guò)測量生理呼吸來(lái)判斷是否有人,同時(shí)還可以通過(guò)測量呼吸心跳,來(lái)判斷老人的生理狀態(tài),對一些突發(fā)時(shí)間的報警有不可替代的功能,將有效滿(mǎn)足居家養老需求。

此外,在傳統智能家居中,自動(dòng)關(guān)閉空調、燈、燃氣,以及非法闖入是靠攝像頭和紅外傳感器報警聯(lián)合系統運作的,但攝像頭的隱私問(wèn)題和紅外的準確性在很多場(chǎng)景無(wú)法解決。毫米波雷達產(chǎn)品的準確性,隱私性完全沒(méi)有障礙。與此同時(shí),雷達產(chǎn)品的經(jīng)濟性高,信號輸出簡(jiǎn)單,方便場(chǎng)景互動(dòng),由于具備穿透性特點(diǎn),可以十分便捷將雷達裝入家電和燈具中使用,與攝像頭形成互補聯(lián)動(dòng)。

除了以上介紹的應用領(lǐng)域外,毫米波雷達還廣發(fā)應用于智慧交通、工業(yè)業(yè)制造中,比如以智慧工廠(chǎng)為例,可以邊緣實(shí)現智能感應,可以進(jìn)一步完善機器人系統技術(shù),實(shí)現機器人感知的全智能。