主动汽车防碰撞毫米波雷达系统概况.pdf

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1、主动汽车防碰撞毫米波雷达系统概况夏冠群t中国科掌院上海徽系统与信息技术研究新上海{．【车电子工程中心200050)擅竖．本史详述了主动汽车舫碰撞毫米渡雷达系统的现状和发展趋势．舟绍了防碰擅鼍米波雷达的愿理和需要解决的关键技术·同时_j壬报导了我们在主动汽车防碰擅毫米渡雷达系统研究的些T作．关键训：毫米喧雷达．防碰撞叶叶一、引言汽车防碰撞系统对提高汽车行驶安全性十分重要，该系统的研究一直倍受重视。从1971年开始，相继出现过超声波、激光、红外、微波等多种方式的主动汽车防碰撞系统，但是以上系统均存在一些不足，未能在汽车上大量推J“应用。随着各国高速公路网的快速发展，恶

2、性交通事故不断增加，为减少事故，先后采用行驶安全带、安全气囊等保护措施，但这些技术均为被动防护，不能根本上解决问题。由于毫米波雷达系统具有重量轻、体积小和全天候等特点，“主动汽车毫米波防碰撞雷达系统”成为近年来国际上研究与开发的热点，并已有产品开始投入市场，前景十分看好。本文详述了主动汽车防碰撞毫米波雷达系统的现状和发展趋势。介绍了防碰撞毫米波雷达的原理和需要解决的关键技术。同时还报导了我彳『J在主动汽车防碰撞毫米波雷达系统研究的一些r作。二、汽车毫米波雷达发展现状目前，开展汽车毫米波雷达系统研究的公司主要集中在美国、日本和欧洲，且已研制出可供装车使用的产品(表1

3、)。1993年美国的Eaton公司研制出EVT-300防碰撞雷达报警系统，该系统通过单脉冲雷达实时监测行驶环境，可以同时跟踪多达20个目标，但它只报告与我们的车辆处于同一车道上的危险目标(如行驶前方的停JE或慢行车辆)。如果出现危险情况，雷达系统根据目标的距离分别j=H二种不同的声音和光信号进行报警。该系统已经在50个乍队的上千辆载重卡车上得到麻朋，使追尾碰撞事故发生概率减少了55％。1997年Bcnz公司的汽车雷达系统荣获德国的1i业革新奖。这个被称为速度．距离控制系统的雷达系统采用FMCW体制，f佧频率76GHz，发射功率3row。雷达接收的目标反射信号通过处

4、理器·18·袭1国外汽车毫米波雷达的发展状况研制／工作频率发射功发表公司系统描述蛊主要技术状况，成本(GHz)时间(mW)199lPhilipsFMCW94】ODSP<￡100[CC／CW’199lPlesseyFMCW7820波导、微￡50-￡100IcC带、光学天线1993EatonImpulse24．7253已应用在卡车上ICC，CW<$25001996DelcoFMCW77<10已应用于客车、卡车上CW$18951997BerlzFMCW763喇叭天线已研制成功ICC2000TRWFMCW77MMIC前已研制成功，在今后五年ICC，CW端内准备开发具有碰撞

5、报警功能的智能巡航系统。$2002000SenseFMCW10．5255波导前端已研制成功井申请专利倒车防擅报警系统’FMCW：调频连续波ICC：智能巡航控制CW：碰撞报警送至汽车控制系统，以自动执行刹车或变速，从而控制车距．其雷达作用距离150米，可同时跟踪30个目标，但只考虑行驶速度小于或等于自身车辆速度的目标。最近TRW公司研制出了～套自适应巡航控制系统．它是一个77GHz的前视雷达系统。作用距离150米，采用了先进的MM]C技术．在行驶过程中系统自动调整车速，以保持与前导车辆之间的适当距离。研究表明该系统在长途行驶中可以有效减轻司机的疲劳度．Sense公司

6、研制出的倒车防撞报警系统是一个后视雷达系统，其作用距离20英尺，若倒车时在此范围内有障碍物出现，则系统发出报警信号·其工作电源与倒车灯相连，只有在倒车时系统才处于工作状态。美国Delco公司的防碰撞报警系统用毫米波雷达和激光雷达监测车辆前方和后方的目标，报告目标的位置和相对速度·确定是否有危险目标存在，若出现危险．则进行报警．1993年该系统应剧在美国的校车上·用于掇测司机的盲区内是否有孩子出现．现在该系统已应用在仁乍和客车上。另外，美国还有许多汽币制造商如通H=

7、、福特、克莱斯勒等正在研制用于客车上的防碰撞报警系统，预计到2010年此系统可以推向市场。目前美国汽

8、车智能巡航系统的安装率约占50％，成本在$300．$500之间。除上述公司之外，从事智能巡航系统研究的公司还有Leica、Rockwell、Raython等。国内对汽车雷达的研究处于起步阶段，有多家研究机构正在进行汽车防碰撞雷达系统的研究，喇叭天线、波导结构收发前端雷达系统已研制出样机，正在进行使用化研究。平面天线和集成化前端雷达系统的研究尚处于研究阶段。三、汽车毫米波雷达系统原理与关键技术雷达系统有调频连续波(FMCW)雷达和脉冲雷达。对于脉冲雷达系统，当目标距离根近时，发射脉冲和接收脉冲之间的时间著仆常小，这就要求系统采用高速信号处理技术，近距离脉冲雷达系统就

9、变的十分复