毫米波雷達(dá)因頻段介于厘米波與光波間,故同時(shí)具備光波導(dǎo)與電磁波導(dǎo)特性,在軍事領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用。隨汽車電子發(fā)展與自動(dòng)駕駛需求,1999年Merccedes Benz率先將毫米波雷達(dá)應(yīng)用汽車領(lǐng)域,此后車載毫米波雷達(dá)技術(shù)發(fā)展逐漸成熟,目前已成為ADAS關(guān)鍵傳感器之一。相較于車載鏡頭與LiDAR,毫米波雷達(dá)受天候與光線影響程度較低,故其探測穩(wěn)定度較佳,主要用于實(shí)現(xiàn)避障功能。
避免與其他設(shè)備頻段沖突,車載雷達(dá)需要分配專屬頻段,各國頻段畫分略有不同,2005~2013年歐盟將24GHz作為車載毫米波雷達(dá)的頻段,隨后增加79GHz;而美國則使用24GHz、76~77GHz兩個(gè)頻段;日本系選用60~61GHz頻段。各國車載毫米波雷達(dá)頻段混亂的情況,使其發(fā)展受到限制,直至2015年WRC-15會(huì)議上,決議將77.5GHz~78.0GHz劃分予無線電定位業(yè)務(wù),從而使76~81GHz皆可用于車載雷達(dá),為全球車載毫米波雷達(dá)發(fā)展提供支持。
車載毫米波雷達(dá)頻段抵定,代表目前用于短距的24GHz將逐漸轉(zhuǎn)由79GHz取代,對于車廠而言,除為符合國際頻段標(biāo)準(zhǔn)外,79GHz亦可實(shí)現(xiàn)更佳的角度分辨率,進(jìn)而提升感測精確性。
79GHz角度分辨率較24GHz佳的原因是目前載毫米波雷達(dá)多采用相控陣天線,天線設(shè)計(jì)方式取決于頻段,即訊號(hào)的波長,波長愈短使用的發(fā)射天線愈小,故79GHz采用的天線尺寸較24GHz小,在相同尺寸下79GHz能夠設(shè)計(jì)更多的收發(fā)陣列,形成較大的發(fā)射孔徑與更窄的波束,借此以實(shí)現(xiàn)更佳的角度分辨率,惟較小的天線尺寸代表在制作工藝難度會(huì)比24GHz更高,故目前77/79GHz毫米波雷達(dá)市場多由國際Tier 1廠商把持。
車載毫米波雷達(dá)廠商著力于識(shí)別能力提升,縮短與光學(xué)傳感器之差距
承如上述,車載毫米波雷達(dá)對于天候的適應(yīng)能力較LiDAR與車載鏡頭更佳對于目標(biāo)物僅有感知,并不具有識(shí)別功能,在ADAS中可實(shí)現(xiàn)AEB、BSD與ACC等應(yīng)用,但要實(shí)現(xiàn)Level 3以上自動(dòng)駕駛,僅有感知障礙物能力并不足夠,故如何增加車載毫米波雷達(dá)對于感測物件的識(shí)別能力,縮短與光學(xué)傳感器間的差距,已成為各廠商投入的重點(diǎn)方向,此亦為Metawave被眾多車廠與Tier 1所看好的原因。
目前提升車載毫米波雷達(dá)識(shí)別能力主要方式包括合成孔徑雷達(dá)技術(shù)(SAR)、結(jié)合微多普勒(Micro-Doppler)效應(yīng)的自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別(ATR)算法或與鏡頭整合等。
當(dāng)然透過增加頻寬、擴(kuò)展天線尺寸、增加天線數(shù)量等以提升角度分辨率的方式,亦有助提升識(shí)別率,然而此類方案在傳感器尺寸朝向小型化的發(fā)展趨勢下,可發(fā)揮空間有限,使得車載毫米波雷達(dá)廠商多朝向SAR、ATR與結(jié)合鏡頭的研發(fā)方向發(fā)展。
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