來源:芝能智芯
發(fā)布時間:2024-12-20
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隨著智能汽車的智能駕駛水平的持續(xù)攀升,毫米波雷達技術,曾經(jīng)因分辨率低而被邊緣化,如今卻在汽車智能化轉型中嶄露頭角,成為關鍵角色。
我們將深入探討雷達技術在汽車領域的復興歷程,詳細分析其技術特性、應用場景的演變,以及與攝像頭、激光雷達等其他感知技術的融合趨勢。通過剖析毫米波雷達技術的發(fā)展脈絡。
汽車智能化浪潮中雷達技術的核心趨勢分析
● 從邊緣到核心:毫米波雷達技術的地位轉變
在汽車技術的演進歷程中,毫米波雷達技術的角色發(fā)生了翻天覆地的變化,由于分辨率相對較低,毫米波雷達在汽車感知技術領域并未得到足夠的重視,其應用場景較為有限。
毫米波雷達已成為實現(xiàn)智能駕駛和自動駕駛功能不可或缺的關鍵組成部分。這種地位的轉變,主要源于自動駕駛對環(huán)境感知精度、可靠性和多場景適應性的嚴苛要求。
在復雜的交通環(huán)境中,雷達能夠在不同天氣條件(如雨、霧、雪等)和光照條件下穩(wěn)定工作,有效探測周圍物體的距離、速度和角度等信息,為車輛決策系統(tǒng)提供了重要的依據(jù)。
毫米波雷達基于無線電波傳播原理工作,通過連續(xù)無線電傳輸,利用頻率隨時間的變化模式,實現(xiàn)對目標物體的探測,毫米波雷達具有獨特的優(yōu)勢。
其能夠固有地檢測多普勒或頻移,從而精確計算物體的距離、方向和速度,這構成了車輛執(zhí)行多項智能駕駛功能的基礎要素。
毫米波雷達技術呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢,主要包括遠程雷達(LRR)、中程雷達(MRR)和短程雷達(SRR)等類型,功能細分使得雷達系統(tǒng)能夠在車輛的不同位置和行駛場景中發(fā)揮針對性的作用,提升了整體感知系統(tǒng)的性能和可靠性。
● 遠程雷達(LRR):實現(xiàn)300米范圍內的遠距離物體檢測,用于自適應巡航控制(ACC)和自動緊急制動(AEB)。
● 中程雷達(MRR):覆蓋150米范圍,支持交叉路口預警和車輛靠近檢測。
● 短程雷達(SRR):聚焦車輛周邊環(huán)境,用于盲點檢測、車道變更輔助等功能。
傳統(tǒng)毫米波雷達僅提供距離、方向和速度信息,而新一代4D成像雷達增加了高度維度,顯著提升了目標識別能力。
與攝像頭和激光雷達相比,4D雷達的最大特點在于能夠生成更高分辨率的點云數(shù)據(jù),從而有效區(qū)分車輛、行人和建筑物等物體,為自動駕駛提供更精確的環(huán)境感知。
毫米波雷達技術并非孤立發(fā)展,而是與攝像頭、激光雷達等其他感知技術緊密融合,共同構建多模態(tài)感知體系。
◎ 攝像頭具有信息豐富、分辨率高的特點,能夠識別物體的顏色、形狀等細節(jié)信息,但在惡劣天氣和光照條件下性能會大幅下降;
◎ 激光雷達則能夠提供高精度的三維點云信息,對環(huán)境感知的精度較高,但成本相對較高且在某些特殊天氣條件下也存在局限性。
◎ 毫米波雷達對光照和天氣條件不敏感,可靠性高。
因此,將雷達與攝像頭、激光雷達相結合,可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢,實現(xiàn)優(yōu)勢互補。
◎ 在復雜的城市道路環(huán)境中,攝像頭和激光雷達可以提供豐富的視覺信息,識別交通標志、車道線和行人等物體,
◎ 而毫米波雷達則可以在惡劣天氣或遠距離探測場景中發(fā)揮關鍵作用,確保車輛對周圍環(huán)境的全面感知和準確判斷,多模態(tài)感知體系的構建,是汽車智能化發(fā)展的重要趨勢,有助于提升自動駕駛系統(tǒng)的安全性和可靠性。
● 車輛智能化需求:自動駕駛技術的發(fā)展要求感知系統(tǒng)具備更高的精度與可靠性。雷達通過多模態(tài)融合(雷達+攝像頭+激光雷達),滿足了不同場景下的環(huán)境感知需求。
● 人工智能的進步:AI驅動的傳感器數(shù)據(jù)處理大幅提升了雷達的信息處理效率,尤其是點云數(shù)據(jù)的生成與解讀能力。
● 硬件技術升級:調頻連續(xù)波(FMCW)雷達的普及顯著降低了誤報率,并實現(xiàn)了多物體的同時檢測。
趨勢拓展:毫米波雷達技術驅動的汽車智能化變革與應對策略
隨著雷達技術在汽車領域的廣泛應用,汽車架構正朝著軟件定義汽車的方向加速重塑。
為了實現(xiàn)更高級別的自動駕駛功能,車輛需要處理海量的感知數(shù)據(jù),并進行實時決策和控制,汽車具備強大的計算能力和高度靈活的軟件架構。
雷達預處理算法逐漸從傳統(tǒng)的傳感器節(jié)點向集中式的高性能計算平臺(如區(qū)域控制器和算力平臺)轉移,使得汽車能夠更高效地整合和處理來自多個雷達傳感器的數(shù)據(jù)。
軟件定義汽車的架構也為雷達技術的升級和功能擴展提供了便利,通過軟件更新即可實現(xiàn)對雷達性能的優(yōu)化和新功能的添加,大大縮短了技術迭代周期,降低了硬件更新成本。
● 4D成像雷達的普及:下一代雷達將以更高的分辨率和可靠性成為ADAS和自動駕駛的標配。其應用不僅限于外部感知,還將擴展至車內,例如乘員監(jiān)控和安全功能。
● AI與傳感器的深度結合:通過AI訓練,雷達將進一步增強數(shù)據(jù)處理能力,例如預測目標行為和動態(tài)路徑規(guī)劃。同時,AI優(yōu)化的雷達系統(tǒng)將推動成本降低,使其更加普及化。
● 模塊化與可擴展性:未來的雷達系統(tǒng)將更加模塊化,可根據(jù)不同車輛和場景需求調整功能與范圍。這種靈活性有助于降低研發(fā)與生產(chǎn)成本,同時提升市場競爭力。
雷達技術的發(fā)展不僅改變了汽車的技術架構,還對整個汽車行業(yè)生態(tài)產(chǎn)生了深遠的影響。
● 在產(chǎn)業(yè)鏈上游,雷達傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)成為了關鍵環(huán)節(jié),吸引了眾多科技企業(yè)和半導體廠商的參與,傳統(tǒng)的芯片設計公司加大了對雷達芯片的研發(fā)投入,推出了一系列高性能、低功耗的雷達芯片產(chǎn)品;新興的雷達技術初創(chuàng)企業(yè)也不斷涌現(xiàn),帶來了創(chuàng)新的雷達技術解決方案。
● 在產(chǎn)業(yè)鏈中游,車企將雷達技術與其他汽車系統(tǒng)進行深度集成,優(yōu)化整車的性能和安全性,需要有更強的系統(tǒng)集成能力和軟件開發(fā)能力,同時也促進了汽車零部件供應商與科技企業(yè)之間的合作與協(xié)同。
小結
汽車智能化浪潮正以前所未有的速度席卷整個汽車行業(yè),毫米波雷達技術作為其中的關鍵驅動力之一,其發(fā)展和應用將對汽車的未來產(chǎn)生深遠影響。
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