防撞雷达_汽车防碰撞系统的核心_张忍

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1、轻型汽车技术2013（1/2）总281/282技术纵横3技术纵横设计·研究防撞雷达--汽车防碰撞系统的核心张忍吕光辉孙明明（长安大学汽车学院）摘要汽车防撞雷达作为汽车防碰撞系统的一部分而且是核心部分对汽车的安全性有着至关重要的影响。本文从汽车雷达的研究背景、发展历程、原理分类、以及其在汽车上的应用等方面，对汽车雷达进行了简要的综合概述，在此基础上分析并得出汽车防撞雷达未来的发展方向。关键词：防撞雷达原理分类发展趋势防撞雷达系统性能的要求变得更高，于是，汽车防1前言撞雷达的研究蓬勃发展，成为近年来汽车领域的

2、防撞雷达能根据车辆当前的行驶方向和速研究热点。[1]度，测量车辆前方道路上可能引起碰撞的危险障3防撞雷达的工作原理碍物，因此它适用于大气能见度低以及实际判断力不理想（车距太短、速度太高）的情况，警告驾驶目前的车用防撞雷达主要工作方式有激光、员要打开气囊或其他制动设备，控制汽车的速度，超声波、红外以及毫米波等,不同的方式在工作过从而达到避免碰撞事故发生的目的。程上有不同之处,但其工作原理都是通过不同的探测方法判断前方车辆与本车间的相对距离,并2发展历程根据两车间的危险程度做出相应的预防措施。汽车防撞雷达的研

3、究始于20世纪60年代，下面以毫米波防撞雷达为例对防撞雷达的工研究主要在以德国、美国和日本为代表的发达国作原理进行说明。汽车防撞雷达一般大体分为四家内展开。20世纪80年代以来，汽车防撞雷达系个部分，即天线、传输系统、信号处理器和终端控统的开发研究活跃起来并持续到今天。防撞雷达制器，图1给出了结构框图。其中传输系统包括调的发展从时间上大致可分为两个阶段：第一阶段制信号产生、发射机、接收机、混频器和振荡源等从20世纪60年代至70年代末期，这一阶段的特模块;信号采集处理系统包括放大器、解调器、滤波点是微波理

4、论及其器件集成水平低，系统硬件成器、数模转换以及信号处理模块;终端控制器包括本高，对于防撞雷达系统的性能要求没有客观的报警模块和显示模块。[2]标准，因而各国研制出的防撞雷达样机的应用效果差；第二阶段从20世纪80年代中期至今，在这一阶段，随着微波技术理论及其器件集成技术的高速发展，以及微处理器性价比的突飞猛进，使得研制出低成本、高性能的汽车防撞雷达成为可能，再加之各国的智能交通系统计划全面启动，对于图1结构框图4技术纵横轻型汽车技术2013（1/2）总281/282当汽车防撞雷达工作时，由信号源产生调制

5、成像式激光雷达按技术途径可以分为脉冲式激光信号，产生的调制信号通过振荡源一部分输入混雷达和相位式激光雷达两种,脉冲式测距是通过频器作为本振信号，另外一部分信号通过发射机激光测距仪向目标发射激光束,当信号碰到前方经天线以电磁波的方式向外发射出去。雷达信号目标被反射回来后,只要记录激光往返的时间,用电磁波在空气中传播遇到前方车辆时有一部分发光束乘以往返时间的1/2，即可获得目标的距离，射回来，发射回来的电磁波被天线接收通过接收原理简单。相位式测距则是利用连续调制的激光机形成回波信号，然后将回波信号输入混频器与

6、光束照射被测目标,通过测量光束往返中产生相原先的本振信号混频后得到差拍信号，差拍信号位变化,换算出被测目标的距离。这种相位式激光中包含了前方车辆的相对距离信息和相对速度信测距方法误差仅百万分之一，测量精度高。[3]息。然后将差拍信号经过放大滤波处理，再经A/D在汽车领域,考虑到运行环境特殊,对气候的变换，对所得到的数字信号作数字信号处理，即可适应能力和探测距离的要求,激光测距的应用具以从中得到前方车辆的距离、速度信息。然后将这有局限性。主要是因为激光测距方式受恶劣的天些数据与预置的减速距离数据和刹车距离数

7、据进气、汽车激烈的震动、发射镜表面磨损、污染等因行比较，一旦达到减速距离数据或刹车距离数据，素影响,使探测距离减少1/2~1/3,降低了实用精控制器就会及时输出减速信号或刹车信号，使汽度。所以在汽车防撞领域,激光测距方式需要得到车减速或刹车，从而避免撞车。更多的关注。4.3红外线雷达4汽车防撞雷达的分类红外线测距和激光、超声波测距在原理上基按工作方式，汽车防撞雷达主要可分为，超声本相同，均是根据发射波和反射波时间来判断目波雷达、激光雷达、红外雷达以及毫米波雷达等4标的距离。任何物体在任何时候都会发出红外线

8、，种类型，不同类型各有其优缺点。车载仪器通过发射并接收前方物体反射回的红外4.1超声波雷达线，依据信号的强弱及波长的不同，同时分析时间超声波一般指频率在20kHz以上的机械波，差，可分析出前方物体的性质及与汽车的距离，然具有穿透性较强、衰减小、反射能力强等特点。超后将计算出来的距离数据与预置的减速距离数据声波雷达一般由发射器、接收器和信号处理装置和刹车距离数据进行比较。一旦达到减速距离数三部分组成。工作时，超声波发射器不断发出