汽车雷达网络系统的组成和发展状况概述

时间:2013-03-06来源:网络
上述非线性方程可以简写为矩阵方程式:

为了对目标位置做出估算,可以采用高斯-牛顿迭代算法。由于上述运算能够给出运动目标位置的迪卡尔坐标,因此很方便确定位置估算的精度和分辨率。

上述方法中,位置估算的精度取决于近距离传感器的性能和一致性。对于多运动目标的速度、距离和方位角的估算,主要通过安装在汽车上不同方向的其它汽车雷达网络来实现,由汽车中央处理器以及高速数字信号处理器协同做出判断。汽车雷达传感器目前主要采用基于GaAs(镓砷)器件工艺技术的MMIC实现。

发展趋势

根据Strategy Analytics的统计,从事汽车雷达系统的开发的领先厂家有德国的ADC、西门子和Bosch公司,美国的Amerigon、Delphi和Eaton VORAD公司,日本的Denso、Epsilon Lambda、Fujitsu Ten、Hitachi, Japan、NEC和Omron公司,此外,还有瑞典的Autoliv Saab公司。

实现汽车雷达网络的关键技术是如何采用GaAs(镓砷)器件的工艺技术来设计和制造低成本的汽车近/远距离雷达传感器,进而降低整个汽车雷达网络的成本。国际上领先的GaAs器件制造商包括:Agilent、Alpha Industries、Caswell、Celeritek、Filtronic、Fujitsu、Infineon、M/A-COM、OMMIC、Raytheon、Toshiba、TriQuint、TRW、UMS等公司。

目前,尽管国际上将汽车雷达网络所用频段定义为77GHz频段的研究很充分,但是,具体采用什么频段,每个国家还有差异,目前关于汽车用短距离雷达的争论焦点之一是采用24GHz频段还是77GHz频段?甚至还有65GHz频段。争论的原因是77GHz雷达器件的成本和技术成熟度问题。汽车行业协会倾向于采用24HGz频段,而在欧洲,像CEPT ECC/DEC这样的标准组织已经将77GHz频段分配给汽车雷达。因此,77GHz雷达传感器的成本和技术成熟度是汽车雷达网络是否能够在市场上取得普及应用的关键。

在77GHz雷达传感器的研发方面,国外GaAs器件制造商的进展很快,已经出现了一些极具性价比的汽车雷达传感器,一些报道甚至预言在2004年末2005年,汽车雷达网络的市场将启动,并有望成为普及型轿车的基本配置。

作为汽车雷达的关键器件,NDS和FDS的参数如何定义还没有具体的标准,无源天线设计的方案和调制的方法多种多样,配套的数据处理系统的许多高层协议也仍然在研发之中。尽管争论很多,但是,基于GaAs工艺的MMIC将使汽车雷达传感器设计和制造技术的主流。许多组织已经按照业界的事实标准来推进在汽车雷达网络系统的设计工作,或者正在积极推进针对本地区市场的汽车雷达网络的开发计划,例如欧洲的RadarNet计划,并将其与其它汽车电子系统集成在一起,构成汽车的智能化的汽车动态控制系统[8](图5)。


图5:汽车动态控制系统的原理图汽车雷达网络作为汽车安全系统的一个部分,实现方案多种多样,与汽车电子的信息化结合在一起,给人们想象的空间非常广阔。未来的汽车电子系统将包括:汽车电子控制系统、信息系统、驾驶动态信息系统等等,汽车雷达在未来汽车电子系统中占据基础地位,它是智能汽车的眼睛。需要注意的是:随着图像传感器的发展,汽车安全系统的开发多了一个新的发展思路。如图6所示,这对中国汽车行业来说,既是机遇,也是巨大的挑战。


图6:未来的汽车电子系统将由安全驾驶控制系统和信息系统两大部分组成汽车雷达网络相对于其它系统,技术门槛要低得多。目前,中国汽车雷达的开发还主要集中在汽车倒车雷达、汽车雷达测速器的开发上面,所使用的技术和频段差别很大,还没有从器件、频率分配、汽车雷达网络结构、近距离和远距离雷达传感器、运动目标位置估算算法、运动目标的分类、汽车专用信号处理器等多层次、系统和产业链的角度来研究和开发汽车雷达网络技术,这与国际上日益普及的汽车雷达研究与应用相比,还存在很大的反差。这种状况与中国作为全球的汽车消费大国的地位是不相适应的。

通过汽车雷达网络的开发,可以带动车载网络技术、车载计算技术的发展,并推进中国传感器产业的技术升级。这些研究和开发工作的基础之一是频段分配问题,它是中国企业参与竞争不可回避的重要技术和经济问题。

本文总结

通过本文所介绍的内容,希望中国汽车电子行业认清现状,把握市场机遇,为汽车雷达网络的应用普及,为给司乘人员提供更加安全和舒适的驾驶和乘车环境,为让整个社会交通事故的比例大幅度降低做出贡献,同时,在即将形成的巨大的汽车雷达网络系统行业争得一席之地。

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关键词: 汽车雷达 网络系统 汽车电子

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