电子产品世界

汽车雷达网络关键技术解决方案

与单个雷达传感器相比，多传感器组网的优势在于测量精度高，误报率低以及多目标识别的优越性能。测量精度高、误报率低源于数据融合技术，这就要求每个传感器在时间、频率上精确同步；多目标识别取决于系统自身对目标的识别分类能力。因此，在整个雷达网络包括每个雷达传感器的设计上都要围绕着这两点来进行。

1近距离传感器设计

近距离雷达传感器主要担负着汽车前向35米内的目标探测，是汽车雷达网络在复杂路况下发挥效能关键部分。近距离雷达传感器主要包括射频单元、接收机和各个传感器的之间的精确时间同步控制。在天线的设计上，既要符合所示的波束宽度的要求，同时又不能增大传感器的体积。因此可以采用印刷体线性阵列天线。

接收机主要由一些低频元件、抗混叠滤波器和模数转换装置构成。这些低频元件所产生的噪声可以淹没微弱的回波信号，是影响探测距离的主要因素之一，因此要尽可能的降低噪声参数。此外，模数转换的采样频率应该依据近距离传感器的性能参数来确定。近距离传感器的原理图如图3所示。


图3近距离传感器结构图

2同步控制
雷达组网后,同样是通过测量发射信号和回波信号之间的频率差来确定目标的位置。但不同于单个雷达探测，汽车雷达网络测量目标的距离和速度是通过对每个传感器测得的目标信息进行数据融合而得到的。为了测量目标距离以及产生一致的波形，发射机和接收机要有统一的时间标准,这就是时间上的同步。

为了能接收和放大回波信号,雷达传感器的发射机和接收机必须工作在相同的频率,当发射机频率捷变时,接收机本振要作相应的变化,即要实现频率上的同步。汽车雷达网络对传感器之间的时间同步控制误差要求在10ns内。所以高精度时间频率同步系统是汽车雷达传感器组网的关键技术。

图4同步系统框图
图4给出了基于DDS同步时钟源的配置，各个收发单元上的DDS同步时钟源的参考频率源应采用高稳定度的原子钟(如铷、铯原子钟)。各收发单元的原子钟要定期的用同一时间基准来校准。用作校准的时间基准的精度要更高一些,它们可以是GPS(导航星全球定位系统),罗兰C或彩色电视发射台发射的时间基准信号.

3汽车雷达网络的目标分类算法

目标分类系统的主要任务是针对目标回波信号特征计算给定向量的分类关系，分类器定义了一组不同的目标类别。分类器的工作可以分为研究阶段和分类阶段，在研究阶段分类器对若干特征和经过独立标记的特征向量进行自动分析；在分类阶段，要对每个被检测到的目标生成特征向量。

与此同时，识别算法采用最大似然方法进行判决，以判别特征向量属于哪个类，如图5所示。在汽车应用中，由于分类任务很复杂，通常一个给定的向量需要考虑几个特征，因而要采用多个分类器，其优点是在研究阶段能够在一次迭代过程中评估某个特征对决策过程的影响，并自动剔除对决策过程影响较小的项目。

基于汽车雷达传感器的目标分类系统的系统结构和信号处理过程，它可以识别六种不同的雷达目标的类别，包括：步行者、骑自行车的人、车辆、人群、树木和交通标志等。

关键词： 汽车雷达 传感器组网技术 信息分析