智聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)技術(shù) 課件 4.3毫米波雷達(dá)

毫米波雷達(dá)項(xiàng)目二

汽車(chē)信息感知系統(tǒng)任務(wù)4環(huán)境感知技術(shù)

主講人：曾鑫智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù)課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠描述毫米波雷達(dá)的定義01知道它的分類(lèi)和安裝位置02理解它的基本組成和工作原理03學(xué)習(xí)任務(wù)能夠用自己的語(yǔ)言解釋這個(gè)概念，并解答相關(guān)問(wèn)題。01激活舊知毫米波雷達(dá)是什么毫米波雷達(dá)工作頻率在30～300GHz之間的毫米段電磁波主要用于如自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動(dòng)制動(dòng)輔助系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、行人檢測(cè)等ADAS功能探索新知毫米波雷達(dá)的定義毫米波雷達(dá)是使用毫米波(millimeterwave)波段探測(cè)的雷達(dá)，通常毫米波是指長(zhǎng)度為1～10mm的電磁波，對(duì)應(yīng)的頻率為30～300GHz；主要用于自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動(dòng)制動(dòng)輔助系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、行人檢測(cè)等。毫米波雷達(dá)探索新知毫米波雷達(dá)的定義毫米波雷達(dá)相比厘米波雷達(dá)具有體積小、質(zhì)量輕、易集成和空間分辨率高的特點(diǎn)。與光電雷達(dá)相比，毫米波雷達(dá)穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，具有全天候(大雨天除外)全天時(shí)的特點(diǎn)。另外，毫米波雷達(dá)的抗干擾、反隱身能力也優(yōu)于其他微波雷達(dá)。毫米波雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)模塊密封劑EMI屏蔽材料熱界面材料保形涂層焊接材料EMI屏蔽材料熱界面材料探索新知毫米波雷達(dá)分類(lèi)圖4-10車(chē)載毫米波雷達(dá)分類(lèi)工作頻段24GHz0160GHz0279GHz0477GHz03探索新知毫米波雷達(dá)分類(lèi)探索新知最遠(yuǎn)探測(cè)距離為250米，探測(cè)角度為18°，應(yīng)用于自適應(yīng)控制、緊急制動(dòng)和碰撞避免等控制功能。長(zhǎng)距離雷達(dá)最遠(yuǎn)探測(cè)距離為120米，探測(cè)角度為90°，主要用于盲點(diǎn)檢測(cè)、變道輔助等控制功能。中距離雷達(dá)最遠(yuǎn)探測(cè)距離為40米，探測(cè)角度為110°，主要用于泊車(chē)輔助、碰撞預(yù)警等控制功能。短距離雷達(dá)毫米波雷達(dá)分類(lèi)探測(cè)距離工作方式毫米波雷達(dá)分類(lèi)調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)利用多普勒效應(yīng)測(cè)量得出目標(biāo)的距離和速度。脈沖式毫米波雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射單一或者連續(xù)的窄脈沖信號(hào)，通過(guò)計(jì)算發(fā)出電磁波到接收到電磁波之間的時(shí)間差來(lái)計(jì)算本車(chē)與目標(biāo)車(chē)輛之間的距離。探索新知毫米波雷達(dá)安裝位置探索新知圖4-12毫米波雷達(dá)的安裝位置毫米波雷達(dá)基本組成探索新知圖4-13毫米波雷達(dá)基本結(jié)構(gòu)組成探索新知天線是用來(lái)發(fā)射雷達(dá)信號(hào)和接收來(lái)自目標(biāo)的雷達(dá)回波信號(hào)，是毫米波雷達(dá)有效工作的關(guān)鍵部件之一。天線的設(shè)計(jì)要便于安裝在車(chē)的頭部，同時(shí)，天線必須集成在車(chē)內(nèi)而不能影響汽車(chē)的外觀。1.天線毫米波雷達(dá)基本組成探索新知小貼士由于毫米波的波長(zhǎng)只有幾個(gè)毫米，所以其天線可以做的很小，同時(shí)還可以使用多根天線來(lái)構(gòu)成陣列天線，達(dá)到窄波束的目的。毫米波雷達(dá)的天線一般會(huì)采用微帶陣列天線，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作和集成，同時(shí)具有較高的輻射效率和方向性，最常見(jiàn)的一種是設(shè)計(jì)成可集成在PCB板上的“微帶貼片天線”。毫米波雷達(dá)天線探索新知毫米波雷達(dá)的前端收發(fā)器是毫米波雷達(dá)的核心射頻部分，包含接收器和發(fā)射器，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)毫米波信號(hào)的調(diào)制、接收和發(fā)射。2.前端收發(fā)器毫米波雷達(dá)基本組成探索新知數(shù)字信號(hào)處理器主要用于將毫米波雷達(dá)接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理以獲取目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤、成像、距離測(cè)量等信息。3.數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）毫米波雷達(dá)基本組成探索新知毫米波雷達(dá)基本組成數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）軟件算法軟件算法則是針對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行的處理，包括去噪、波束賦形、距離/角度解析等。這些算法主要運(yùn)行在DSP、ARM等數(shù)字處理器上。硬件電路硬件電路主要包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA、ASIC、DSP等，用于將模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化、濾波等處理，并將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。探索新知它直接影響到毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的靈敏度、精度和響應(yīng)速度等特性。良好的數(shù)字信號(hào)處理算法能夠減少噪聲干擾，增強(qiáng)目標(biāo)信號(hào)，提高系統(tǒng)檢測(cè)和跟蹤精度；高效的數(shù)字信號(hào)處理器能夠提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和成像等功能。3.數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）毫米波雷達(dá)基本組成探索新知毫米波雷達(dá)一般用于無(wú)人駕駛、安防、氣象、醫(yī)療等領(lǐng)域，由于其極高的測(cè)量精度，許多應(yīng)用場(chǎng)景需要將其測(cè)量結(jié)果清晰地展示出來(lái)，這就需要使用毫米波雷達(dá)的顯示器。4.顯示器毫米波雷達(dá)基本組成探索新知毫米波雷達(dá)基本組成毫米波雷達(dá)的顯示器類(lèi)型將毫米波雷達(dá)測(cè)得的圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)顯示器將數(shù)字信號(hào)顯示出來(lái)01直接將毫米波雷達(dá)反射出來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后，通過(guò)顯示器將圖像顯示出來(lái)02探索新知5.控制電路毫米波雷達(dá)基本組成圖4-17毫米波雷達(dá)的控制電路探索新知毫米波雷達(dá)基本組成圖4-18毫米波雷達(dá)的控制原理探索新知毫米波雷達(dá)工作原理圖4-19毫米波雷達(dá)的測(cè)距原理探索新知毫米波雷達(dá)工作原理圖4-20毫米波雷達(dá)的測(cè)速原理探索新知小貼士由于毫米波具有較高的頻率和波長(zhǎng)短的特點(diǎn)，因此可以實(shí)現(xiàn)較高的測(cè)速精度、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物體探測(cè)能力。同時(shí)，毫米波雷達(dá)還具有不受光學(xué)和天氣條件限制的優(yōu)點(diǎn)，適用于各種環(huán)境下的測(cè)速和距離