智能汽车中毫米波雷达的应用在过去的20年里

在过去的20年里，毫米波雷达作为汽车传感器已经在技术方案中站稳了脚跟。
当毫米波雷达第一次出现在市场上时，是作为一种豪华车的配置（和现在的红外夜视相似）。而如今，随着毫米波雷达和关键的辅助驾驶安全功能捆绑，它也成为汽车主动安全的代名词。随着汽车行业往智能化方向发展，雷达相对于其他传感器类型的优势使它向更广泛的应用领域进发。

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▲图1.智能汽车中毫米波雷达的作用
半导体公司基于CMOS的单芯片解决方案的量产正在加速毫米波雷达的部署，单芯片一方面降低了整个77Ghz雷达的研发难度，另一方面使得产品的合格率与成本都发生很大变化。
单芯片的高度集成使得目标位置，速度等信息都能进行多传感器的融合判断，这也加速了毫米波雷达在汽车和工业领域的使用。其77G4D雷达可以做到火柴盒大小，是传统毫米波雷达（ABCDAutoliv、Bosch、Continental、Delphi）的一半大小。长距雷达测距能达到250米，角度分辨率小于3度，行人和自行车检测性能突出。量产价格可以让传统毫米波雷达做到价格更低。

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▲图2.毫米波雷达模组的进化，使得更多的玩家进入这个领域
自动驾驶使用的毫米波雷达
毫米波雷达的工作波段一般为30GHz-300GHz ，波长介于微波和厘米波（1mm-10mm）之间，目前成熟商用的车载毫米波雷达包括24GHz（MRR ，短中距离雷达）和77GHz（LRR ，长距离雷达) ，后者体积小、功耗低、带宽高、分辨率好、探测距离远。
24GHzMRR探测距离在70米以内，适用于盲点监测（BSD）、变道辅助、、自动紧急刹车（AEB）等场景， 2021年12月工信部的《汽车雷达无线电管理暂行规定》“为推动汽车智能化技术应用和产业发展，将76GHz-79GHz频段规划用于汽车雷达” 。从2022年3月1日正式实施起“将不再受理和审批24.25GHz-26.65GHz频段汽车雷达的无线电发射设备型号核准申请” 。 77GHzLRR探测距离为数百米，主要应用于自适应巡航、自动紧急刹车、前向碰撞预警（FCW）等场景。
随着自动辅助驾驶往高阶进化，自动驾驶感知系统对感知的准确性和可靠性提出高要求的同时，也对传感器提出了“全天候工作”“探测距离更远”“感知信息维度更多/更精准”的要求。
全球很多车企开始配置5个毫米波雷达，未来可能会配置8个毫米波雷达，很多感知方案使用摄像头和毫米波雷达做数据融合，从传统的后融合、结果融合，到混合式融合、前融合。
随着毫米波雷达成本的降低，还有行车和泊车领域的融合，在泊车领域毫米波起到的作用比传统的超声波传感器更大。主要有以下几个优势：
(1）探测范围更长
通过感应更远距离的物体，可以检测到停车区附近的更多物体。以TI的AWR1843AOP为例，可以检测远至50m的物体。
(2）检测物体更为精确
传统超声波传感器的最近检测距离约为10-15厘米， AWR1843AOP可以检测距离最近4厘米的物体，可帮助泊车系统在狭窄、紧凑的停车位上使用，同时可以检测靠近车辆的路缘石来提高泊车的成功率。图4显示了毫米波雷达区分几种不同大小和材料（包括木材、金属和塑料）的类型物体的能力，在实验的场景下包括塑料路锥、手推车、木桩和金属桩。
(3）视野覆盖范围更广
相比超声波传感器（通常多达12个），毫米波雷达的视野覆盖范围更广，可和视觉一起实现360度覆盖能力。 AWR1843AOP的140度垂直视野能够检测低处物体，例如路牙子的石头、宠物和停车场里面的各种奇奇怪怪的东西。宽视场和高范围分辨率，可以同时检测和区分多个静态对象。。