第5章 毫米波雷达及其应用

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车载毫米波雷达的发展趋势
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6 车载毫米波雷达的发展趋势
毫米波雷达将会具备更强的探测能力
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6 车载毫米波雷达的发展趋势
国产毫米波雷达将会占有一席之地。
毫米波雷达是无人驾驶车辆上的重要传感器，然而其核心技术长 期 以来掌握在Bosch、Delphi、Denso、TRW、Conti等几家公司手中。 国内供应商正在致力于车载毫米波雷达的国产化。
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本讲小结
1、将毫米波雷达应用于无人驾驶车辆上有哪些优势？ 2、什么是毫米波雷达的分辨率？它是如何计算的？
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1.1、毫米波雷达的概念
毫米波雷达
看到这个词你想到了什么？
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1.1、毫米波雷达的概念
毫米波实质上就是电磁波。毫米波的频段比较特殊，其频率高于无线电， 低于可见光和红外线 。 毫米波雷达的波长为1mm～10mm，工作频率一般为30GHz ～ 300GHz，波束较 窄 ，具有较强的抗干扰能力。 雷达波具有较强的穿透力，能够透过空间中的烟雾，泥土，雨水进行传播， 环境的适应能力强。
传感器原理及其在无人驾驶车辆中 的应用
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第5讲 毫米波雷达及其应用
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• 1、毫米波雷达的概念 • 2、毫米波雷达的构造 • 3、毫米波雷达的工作原理 • 4、毫米波雷达在无人车上的应用 • 5、应用实例 • 6、车载毫米波雷达的发展趋势
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毫米波雷达的概念
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3.3 毫米波雷达测角度原理
探测目标的角度原理：是通过多个接收天线接收到信号的时延来实现。
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3.4 毫米波雷达的分辨率
毫米波雷达的分辨率：雷达可以区分的两个物体的最近的距离。 计算公式：光速÷（雷达带宽×2） 。 请计算：3GHz带宽的毫米波雷达的分辨率 ？ 答案：5cm
航系统）。频率越高，距离和速度的检测分辨率越高。
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4 毫米波雷达在无人车上的应用
厂商 BOSCH（博世）
型号 远距LRR4
长距ARS410 continental（大陆）
长距ARS430
HELLA
——
长距
性能
型号
76-77GHz，向前
250m
中距MRR
76-77GHz，向前 170m 76-77GHz，向前 250m
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1.2、毫米波雷达的发展
上世纪60年代的美国，毫ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ波雷达便开始在车载领域应用，其频率只有10GHz； 之后，为了缩小其体积，业内专家不断将频率往上提，来到30GHz、50GHz； 到了90年代，就发展出了60GHz、77GHz和94GHz的毫米波雷达； 时至今日，全球主要有四大毫米波雷达供应商即 Autoliv、Bosch、 Continental和 Delphi。
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3
毫米波雷达的工作原理
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毫米波雷达可以测量哪些物理量？ 1、距离 2、速度 3、角度
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3.1 毫米波雷达测距原理
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3.2 毫米波雷达测速原理
探测目标的速度原理：多普勒频移原理。 根据多普勒效应，通过计算返回接收天线的雷达波的频率变化就可以得到 目标相对于雷达的运动速度，简单地说就是相对速度正比于频率变化量。当 目标和自车接近时，回波的频率相比发射频率有所升高，反之则频率降低。
——
—— —— ——
Delphi（德尔福）
——
Denso（电装） Autoliv
长距离雷达LRR ——
——
中距ESR2.5
76~77GHz，向前 距离205m，视角 36°
——
——
——
中距
性能
76-77GHz，向前 160m，向后80m
短距
型号
性能
——
——
——
SRR320
24~25GHz
——
——
——
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4
毫米波雷达在无人车上的应用
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4 毫米波雷达在无人车上的应用
• 主流可用频段是24GHz和77GHz • 通常24GHz雷达检测范围为短距离，用作实现 BSD（Blind Spot
Detection，盲点探测系统)。 • 77GHz中长程雷达用作实现 ACC（Adaptive Cruise Control，自适应巡
4 毫米波雷达在无人车上的应用
优势
• 探测性能稳定； • 探测距离较长； • 环境适应性良好。
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5
应用实例
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5 应用实例
Delphi公司的ESR毫米波雷达
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5 应用实例
Delphi公司的ESR毫米波雷达的主要参数
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5 应用实例
Delphi公司的ESR毫米波雷达的数据获取与解析
较高 高
激光雷达 ≤150m 极高 较高
优势 劣势
全天候全天时工作、探 测量精度极高、分辨
测 距离远、性能稳定、 率 高、抗干扰能力强
分辨 率较高、测速精确 、测 距范围大，响应
速度快
在部分场景下易受信号 受恶劣天气影响、成
干 扰、无法识别物体属 本 高昂、制造工艺复
性、 探测角度小
杂
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A、B、C、D
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1.3、毫米波雷达的分类
分类
脉冲方式的毫米波雷达 调频连续波方式的毫米波雷达 ESR毫米波雷达
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毫米波雷达的构造
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2 毫米波雷达的构造
平面天线阵列雷达
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2 毫米波雷达的构造
平面天线阵列雷达
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2 毫米波雷达的构造
短距雷达SRR
76~77GHz，向前 174m
——
——
24GHz，向前 0.75~70m
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——
——
——
——
短距雷达SRR 24GHz Car 情报局
4 毫米波雷达在无人车上的应用
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4 毫米波雷达在无人车上的应用
激光雷达VS毫米波雷达？
探测距离 精度
适应性
毫米波雷达 最大> 200m