在自動(dòng)泊車(chē)應用中，雷達為什么優(yōu)于超聲波

隨著(zhù)汽車(chē)原始設備制造商開(kāi)發(fā)自主性更高的車(chē)輛，自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)也在不斷發(fā)展。這些泊車(chē)系統包括泊車(chē)輔助（仍然需要駕駛員參與）和自動(dòng)泊車(chē)（可以免手動(dòng)操作）。

當今的汽車(chē)泊車(chē)系統大多使用超聲波和攝像頭傳感器。超聲波傳感器的工作原理是發(fā)出高頻聲波，被其路徑中的物體反射。傳感器通過(guò)測量從發(fā)射到接收所用的時(shí)間來(lái)測量附近物體的距離。但是，超聲波和攝像頭技術(shù)確實(shí)有一定的局限性，會(huì )受到以下因素的制約：

●   如泥土和霧這樣的環(huán)境條件

●   最小和最大探測距離

●   水平和垂直視場(chǎng)窄

●   成本

即將推出的自動(dòng)泊車(chē)系統可受益于 TI 經(jīng)濟高效的毫米波 (mmWave) 雷達傳感器，即使在惡劣的環(huán)境條件下也能實(shí)現有效的 360 度全景環(huán)視。此外，毫米波雷達技術(shù)還可提供重要的環(huán)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(huán)境下使用

可靠性是其他傳感技術(shù)（如超聲波、電容和攝像頭系統）的主要缺點(diǎn)。水、泥土、碎屑、霧、雪以及弱光或強光會(huì )影響其他傳感技術(shù)的效果，但不會(huì )影響毫米波雷達。雷達可在各種環(huán)境條件下正常工作。此外，雷達不需要非金屬保險杠切口，在保持汽車(chē)美觀(guān)的同時(shí)也保護了雷達傳感器。

在自動(dòng)泊車(chē)應用中，雷達為什么優(yōu)于超聲波

相比其他傳感技術(shù)（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(fā)射聲波，而是產(chǎn)生無(wú)線(xiàn)電波：無(wú)線(xiàn)電波的波長(cháng)在電磁波譜中最長(cháng)。這些無(wú)線(xiàn)電波被路徑中的物體反射，通過(guò)計算其頻率變化即可確定物體的距離。由于無(wú)線(xiàn)電波可以傳播得更遠，因此它們的探測范圍也更大。通過(guò)感應更遠距離的物體，可以檢測到停車(chē)場(chǎng)附近的更多物體。TI 的 AWR1843AOP 器件可以檢測最遠 50m 的物體。

除了最大范圍限制外，超聲波傳感器還有最小范圍限制，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(chē)位上操縱車(chē)輛，并檢測靠近車(chē)輛的邊緣。雷達的通道帶寬與距離分辨率（即區分兩個(gè)或更多個(gè)物體的能力）成反比。AWR1843AOP 的 4GHz 帶寬與約 4cm 的距離分辨率相關(guān)。

毫米波雷達傳感器的優(yōu)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(chē)周?chē)胖玫某暡▊鞲衅鞅壤走_傳感器多（通常多達 12 個(gè)），檢測方面仍然存在差距。毫米波雷達的視野覆蓋范圍更廣，可在車(chē)輛周?chē)鷮?shí)現 360 度全覆蓋，同時(shí)使用的傳感器比超聲波傳感器實(shí)施方案更少。

圖1 超聲波與毫米波雷達系統的距離和視野比較

其他傳感技術(shù)，如飛行時(shí)間和超聲波，可能無(wú)法檢測到遠低于或高于傳感器高度的物體，AWR1843AOP 的 140 度垂直視野能夠檢測低處物體，例如路緣、護柱、小動(dòng)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

由于兼具寬視野和高距離分辨率特性，它可以同時(shí)檢測和區分多個(gè)靜態(tài)物體。圖 3 顯示了雷達能夠區分表面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(lèi)型、尺寸和材質(zhì)的多個(gè)靜態(tài)物體

AOP技術(shù)可加快上市速度

隨著(zhù)汽車(chē)制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(chē)時(shí)檢測物體的性能，TI 的 AWR1843AOP 毫米波雷達傳感器將天線(xiàn)、雷達收發(fā)器、數字信號處理器、微控制器和接口外設全部集成到一個(gè)芯片上，如圖 4 所示。將封裝集成到芯片上消除了對高頻基板材料的需求。與其他雷達傳感器相比，不使用高頻基板材料可大大降低成本和制造復雜度，同時(shí)節省約 30% 的布板空間。

由于無(wú)需設計、模擬和表征天線(xiàn)性能，甚至可以加快產(chǎn)品上市速度。此外，TI 的軟件可在公司的 60GHz 和 77GHz 器件中重復使用和移植，從而加快多雷達系統級設計。

圖4 TI 的 AWR1843AOP 毫米波雷達傳感器

此外，還可以對 AWR1843AOP 進(jìn)行編程，以針對多種應用重新配置同一個(gè)傳感器 - 例如，使用同一個(gè)傳感器實(shí)現泊車(chē)，以及在打開(kāi)車(chē)門(mén)時(shí)檢測物體，甚至可以將用于盲點(diǎn)檢測等其他功能的現有雷達傳感器重新用于實(shí)現泊車(chē)雷達功能，從而降低整體系統成本。

TI 毫米波雷達傳感器的優(yōu)勢包括：車(chē)輛周?chē)?360 度全覆蓋；檢測范圍更大；可準確測量物體的距離、速度和角度。此外，AOP 技術(shù)可讓您更輕松地創(chuàng )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(chē)應用中實(shí)現更靈活的檢測和更好的性能。