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成像雷达传感器的特点及原理解析

发布时间:2019-09-01 11:40

  (摄像头、雷达和LIDAR)在汽车中的不同作用,以及它们各自如何满足先进驾驶辅助系统(ADAS)和

  最近,我和我的一个朋友进行了一次有趣的讨论,他知道我在研究用于ADAS系统和自动驾驶车辆(AVs)中雷达的TI毫米波(mmWave)传感器。

  每当他读到自动驾驶汽车在不同驾驶环境下(比如障碍物检测)运行情况的文章时都会不失时机地取笑我。其中一次的对话如下:

  Matt:“如果那辆车搭载有LIDAR的话,就能轻松识别出车道中间的物体。”

  Matt:“什么?!你为什么不同意?那辆车上装有一个摄像头传感器和一个雷达传感器,但ADAS系统仍然完全未能感测到车道中间的那辆车。”

  我:“当读到这些最近发生的事件时,你就会注意到如果摄像头经常暴露在刺眼的强光和其他因素之下,就会导致其看不到路上的物体。它们对高对比度的光线和能见度低的情况较为敏感,如大雾、雨雪天气。在这种情况下,雷达传感器可能确实识别了目标。”

  Matt:“尽管如此,我们仍会遇到这些ADAS和AV系统似乎很难应对的不同情况。那么问题到底出在什么地方呢?”

  我:“ADAS的决策系统似乎依赖于作为主传感器的摄像头来判断目标是否真的存在,或者是否为假警报。”

  Matt:“那么,车载雷达和摄像头就不值得信任咯。所以只能将LIDAR作为唯一可靠的传感器了。我说的没错吧?”

  我:“不完全对。虽然LIDAR对能见度的敏感度不如摄像头,但它对雾、雨、雪等天气情况敏感。此外,LIDAR的成本还很高,可能导致其最初只能在相对高端的4级和5级自动驾驶车辆上使用。”

  Matt:“这就是了!没有一种传感器可以使自动驾驶车辆真正可靠。我们必须将这三者结合使用,但这也意味着自动驾驶车辆的价格会非常贵。”

  我:“你只说对了一部分。4级和5级自动驾驶车辆可能需要摄像头、LIDAR和雷达这三种传感器来提供高可靠性和全自动驾驶体验。但是,对于更多需要部分自动驾驶且已经开始大规模量产的2级和3级经济型车辆来说,使用TI毫米波传感器的成像雷达能够实现高性能和成本效益,并能够广泛采用ADAS功能。”

  正如我向Matt解释的那样,成像雷达是雷达的一个子集,因其高角分辨率能够提供清晰的图像而得名。

  成像雷达由一个传感器配置启用,其中多个低功率TI毫米波传感器级联在一起,且作为一个单元同步运行。它具有多个接收和发射通道,能够显著提高角分辨率和雷达距离性能。当毫米波传感器级联在一起时,可以使用集成移相器来创建波束赋形,从而达到400米的扩展范围。图1显示了评估模块上的级联毫米波传感器及其天线:一种具有四个级联TI毫米波传感器的成像雷达评估模块

  目前,成像雷达传感器是唯一能在各种天气和能见度情况下保持强劲性能的传感器,其在方位角和仰角上都能达到1度的角分辨率(使用超分辨率算法计算数值时甚至更低)。结论

  业界对三种主要传感器(摄像头、雷达和LIDAR)在汽车中的不同作用,以及它们各自如何满足先进驾驶辅助...

  IWR6843是一款能够在60GHz至64GHz频带中运行且基于FMCW雷达技术的集成式单芯片毫米波传感器。该器件采用TI的低功耗45nm RFCMOS工艺进行构建,并且在极小的封装中实现了前所未有的集成度.IWR6843是适用于工业领域中的低功耗,自监控,超精确雷达系统的理想解决方案。 特性 FMCW 收发器 集成式 PLL、发送器、接收器、基带和 A2D60 至 64GHz 覆盖范围,具有 4GHz 的连续带宽四个接收通道三个发送通道基于分数 N PLL 的超精确线性调频脉冲引擎TX 功率:10dBmRX 噪声系数: 14dB1MHz 时的相位噪声: –92dBc/Hz 内置的校准和自检 ARM® Cortex®基于 ARM® Cortex®-R4F 的无线电控制系统内置的固件 (ROM)针对频率和温度进行自校准的系统 用于高级信号处理的 C674x DSP用于 FFT、滤波和 CFAR 处理的硬件加速器用于物体检测和接口控制的 ARM R4F 微控制器 支持自主模式(从 QSPI 闪存加载用户应用) 具有 ECC 的内部存储器 1.75MB,分为 MSS 程序 RAM (512KB)、MSS 数据 RAM (192KB)、DSP L1 RAM (64KB) 和 L3 RAM (256KB) 以及 L3 雷达数据立方...

  AWR1843器件是一款集成的单芯片FMCW雷达传感器,能够在76至81 GHz频段内工作。该器件采用TI的低功耗45纳米RFCMOS工艺制造,可在极小的外形尺寸内实现前所未有的集成度。 AWR1843是汽车领域低功耗,自监控,超精确雷达系统的理想解决方案。 AWR1843器件是一款独立的FMCW雷达传感器单芯片解决方案,可简化在76至81 GHz频段内实施汽车雷达传感器。它基于TI的低功耗45纳米RFCMOS工艺,可实现具有内置PLL和A2D转换器的3TX,4RX系统的单片实现。它集成了DSP子系统,其中包含TI的高性能C674x DSP,用于雷达信号处理。该设备包括BIST处理器子系统,负责无线电配置,控制和校准。此外,该器件还包括一个用户可编程ARM R4F,用于汽车接口。硬件加速器模块(HWA)可以执行雷达处理,并可以帮助在DSP上保存MIPS以获得更高级别的算法。简单的编程模型更改可以实现各种传感器实现(短,中,长),并且可以动态重新配置以实现多模传感器。此外,该设备作为完整的平台解决方案提供,包括参考硬件设计,软件驱动程序,示例配置,API指南和用户文档。 特性 FMCW收发器 集成PLL,发送器,接收...



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