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一文读懂中国汽车传感器发展历程及分类


  来源: 传感器专家网​ 时间:2022-10-19 编辑:清风
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环境感知: 毫米波雷达


毫米波雷达:毫米波雷达是ADAS系统的重要组成部分,是实现汽车智能驾驶的重要装置。毫米波雷达使用频率30GHz-300GHz的毫米波对目标进行照射并接收回波,通过信号处理获得目标与发射点的距离、方位、速度等信息。车载毫米波雷达多采用FMCW连续调频式,通常有24GHz和77GHz两种;按照测量距离划分有短距的SRR、中距的MRR、长距的LRR,77GHz毫米波雷达通常安装汽车正前方,用于对中远距离物体的探测;24GHz毫米波雷达通常安装在车侧、后方,用于盲点检测、辅助停车等。毫米波雷达目前已经广泛应用于汽车的ADAS系统。



FMCW(调频连续波)是最常用的车载毫米波雷达,德尔福、电装、博世等Tier1供应商均采用FMCW调制方式。车载毫米波雷达通过天线向外发射毫米波,通过测量回波时间等参数测量障碍物的大小、速度、距离,毫米波雷达可以同时对多个目标利进行测量,获取汽车周围的物理环境信息。24GHz主要用于中短距探测,主要应用有盲点检测、车道偏离预警、车道保持辅助、变道辅助、停车辅助等。77GHz主要面向100-250米的中长距探测,例如自适应巡航、碰撞预警指示、紧急刹车制动系列等。



环境感知: 激光雷达


激光雷达:激光雷达(Laser Radar)是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。激光发射系统:激励源驱动激光器发射激光脉冲,激光调制器通过光束控制器控制发射激光的方向和线数,最后通过发射光学系统,将激光发射至目标物体;激光接收系统:经接收光学系统,光电探测器接受目标物体反射回来的激光,产生接收信号;信息处理系统:接收的信号经过放大处理和数模转换后,经过信息处理模块计算,获取目标表面形态、物理属性等特性,最终建立物体模型;扫描系统:以稳定的转速旋转起来,实现对所在平面的扫描,产生实时的平面图信息。



激光雷达产品主要从显性参数、实测性能表现及隐性指标等方面进行评估比较。目前由于激光雷达属于市场新兴产品,实测性能和隐形指标目前缺乏量化和可靠公开数据指引。显性参数主要包含测远能力、点频、角分辨率、视场角范围、测距精准度、功耗、集成度(体积及重量)等,可以较为直观的反应激光雷达不同方面的性能。



按照测距原理可将激光雷达细分为三角测距、飞行时间测距ToF和调频连续波FMCW。三角测距法 原理为发射激光到被测物体之后,部分散射光经接收透镜汇聚到线阵图像传感器(CCD/CMOS)上成像,之后根据三角形几何相似关系原理计算目标物距离。飞行时间法ToF 测距原理为记录发射器发射激光与探测器接收到回波信号的时间差除以2,直接计算目标物与传感器之间距离。调频连续波FMCW 原理为发射调频连续激光,通过回波信号的延时获得差拍信号频率进而获得飞行时间,通过距离公式反推目标距离并通过多普勒频率公式测算目标物速度。


ToF测距式激光雷达以激光作为信号源,由激光器发射出的脉冲激光打到周围物体上引起散射,通过接收器接收光波反射时间进行测距,具有测量速度快,抗强光干扰能力突出的优势,但存在信噪比低、安全性较低等问题;FMCW激光雷达以调频波为基础,可以根据波的频率计算目标物体的速度,相对于ToF天生增加了速度信息,达到4D感知的效果,当前仍处于探索阶段。



关键词:汽车传感器 气体传感器 压力传感器    浏览量:2135

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