夜間無人駕駛、24小時在線……在北京經(jīng)開區(qū)企業(yè)的努力下,這些科幻的詞匯正在成為現(xiàn)實(shí)。目前,車載毫米波雷達(dá)越來越多地被用于無人駕駛中。那么,車載毫米波雷達(dá)到底有何魅力?
圖為首鋼園無人駕駛車輛在道路上行駛(無人車內(nèi)拍攝)。 攝影/趙昂
作為無線電波中的一段,波長為1~10毫米的電磁波稱毫米波。毫米波雷達(dá),是指工作頻段在毫米波頻段的雷達(dá),其測距原理跟普通雷達(dá)一致,把無線電波發(fā)出去,然后接收回波,根據(jù)收發(fā)之間的時間差測得目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)。應(yīng)用于無人駕駛的毫米波雷達(dá)波段主要集中在24GHz~77GHz范圍。波段在24GHz左右的毫米波雷達(dá)檢測距離有限,因此常用于檢測近處的障礙物,并被用來實(shí)現(xiàn)盲點(diǎn)檢測、變道輔助等,主要為換道決策提供感知信息。而性能良好的77GHz雷達(dá)的最大檢測距離可以達(dá)到160米以上,因此常被安裝在前保險杠上,正對汽車的行駛方向。
車載毫米波雷達(dá)在工作時,通過內(nèi)置天線向外發(fā)射毫米波信號。毫米波信號包括接收模塊和發(fā)射模塊。發(fā)射后的毫米波信號遇到行人其他車輛、路障等目標(biāo)后會反射回波,毫米波信號接收模塊及時接收反射回波后,對信號進(jìn)行濾波等處理,從而獲得精度極高的周圍目標(biāo)物體間的相對速度、距離、運(yùn)動方向等物理環(huán)境信息。計算機(jī)系統(tǒng)會把這些信息進(jìn)行識別、分類,將數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理,交給車載中央處理單元(ECU)進(jìn)行行駛信息的決策,自主干預(yù)控制車輛的行駛方式,達(dá)到無人控制的自動駕駛目的。此外,ECU可以通過語音、燈光等方式對駕駛員進(jìn)行提醒、警告,可以提高駕駛的安全性能。
在實(shí)際應(yīng)用中,相比于激光雷達(dá)易受天氣影響的缺點(diǎn),車載毫米波雷達(dá)全天候運(yùn)行,受雨、雪、霾惡劣天氣的影響小,穩(wěn)定性高;與攝像頭相比,車載毫米波雷達(dá)可以在黑夜中工作,穩(wěn)定性更高。此外,毫米波雷達(dá)還可以幫助汽車感知周邊環(huán)境,發(fā)現(xiàn)識別物體,通過距離、角度、速度等參數(shù)對汽車避讓物體、防碰撞等進(jìn)行引導(dǎo)。
專家:北京郵電大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究專業(yè)副教授張忠寶