毫米波在多方面的應(yīng)用,使得毫米波異常火爆。其中,最熱門的應(yīng)用之一是毫米波雷達技術(shù)。本文將從兩個方面對毫米波雷達進行講解:1、車載毫米波雷達頻段劃分及發(fā)展趨勢分析; 2、介紹毫米波雷達的幾個應(yīng)用場景。如果你對毫米波有一定的興趣或疑問,不妨繼續(xù)閱讀。
1、車載毫米波雷達的頻段劃分
(一)頻段介紹
在頻段方面,汽車領(lǐng)域比較常見的毫米波雷達頻段有兩種。
1、在24GHz,目前廣泛應(yīng)用于汽車盲點監(jiān)測和換道輔助。雷達安裝在車輛的后保險杠上,用于監(jiān)測車輛尾部兩側(cè)車道上是否有車輛以及是否可以變道。這個頻段也有它的缺點。一是頻率比較低,二是帶寬(Bandwidth)比較窄,只有250MHz。
2、77GHz,這個頻段的頻率比較高,國際上允許的帶寬高達800MHz。據(jù)介紹,該頻段雷達性能優(yōu)于24GHz雷達,因此主要用于裝配在車輛前保險杠上,檢測與前車的距離和車速,實現(xiàn)緊急制動、自動跟車等主動安全領(lǐng)域的功能。
在工藝方面,目前毫米波雷達的兩種主要工藝是SiGe和CMOS。 SiGe的優(yōu)勢在于傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)非常成熟,已經(jīng)實現(xiàn)了77GHz上SiGe的晶圓大規(guī)模量產(chǎn)。 CMOS的優(yōu)點是集成度更高,未來基帶和射頻都可以集中在一個SoC上。這是一個非常好的技術(shù)優(yōu)勢。從出貨量來看,目前SiGe還是比較大的,因為SiGe在大功率條件下的性能要優(yōu)于CMOS。這兩種技術(shù)目前共存,并將在未來一段時間內(nèi)繼續(xù)共存。
(2)毫米波雷達的優(yōu)勢
在眾多的車載傳感器中,每一個傳感器都有自己的特點,都有自己獨特的應(yīng)用場景。因此多種傳感器融合的解決方案一定是未來最好的。汽車的安全性是一切發(fā)展的前提。各種傳感器協(xié)同工作來實現(xiàn)車輛對周邊環(huán)境的高精度低延時的監(jiān)測,毫米波雷達依靠其可靠的性能(如應(yīng)對惡劣天氣條件)和唯一可以“全天候全天時”工作的超強能力。已成為汽車ADAS不可或缺的核心傳感器之一!
(三)全球汽車出貨數(shù)量的自動化程度趨勢
除了不同傳感器優(yōu)劣的區(qū)別還有一個很重要的問題,那就是24GHz和77GHz這兩個頻段哪個更好。 24GHz雷達傳感器的探測距離約為50m左右,相對較短。主要用于盲點監(jiān)測(BSD)、換道輔助(LCA)等。77GHz雷達傳感器的探測范圍更長,達到160m到230m。與24GHz相比,77GHz雷達傳感器具有更高的頻率、波長變短和更寬的系統(tǒng)帶寬,從而提高了距離和速度測量的準(zhǔn)確度和精度,它主要用于自動緊急制動(AEB)和自適應(yīng)巡航控制(ACC)和前方碰撞警告(FCW)等。
(4) 24GHz頻段和77GHz頻段汽車?yán)走_傳感器發(fā)展趨勢
當(dāng)前市場需要的是在復(fù)雜場景下能夠更好地解決問題并且價格合理的產(chǎn)品。因此,在未來很長一段時間內(nèi),由于成本、性能、供應(yīng)鏈等問題,77GHz雷達和24GHz雷達的分布位置將完全不同。它將在車輛中發(fā)揮不同的功能。 77GHz不會簡單地取代24GHz,而是會有一段相當(dāng)長的時間內(nèi)共存。
二、毫米波雷達應(yīng)用場景
(1) 智能辦公
在防疫關(guān)鍵時刻,基于攝像頭AI的技術(shù)確實可以幫助我們減少日常工作中的直接或間接接觸。同時,AI技術(shù)的采用也提升了辦公空間的使用體驗和利用率,但攝像頭的大規(guī)模使用也帶來了一個比較大的隱患,那就是如何保護個人隱私?尤其是在一些非公共或半公共空間場所,如員工辦公區(qū)、會議室等。
毫米波雷達相對于攝像頭的最大優(yōu)勢在于不涉及隱私泄露。它的外觀沒有令人不安的鏡頭設(shè)計。更重要的是,雷達數(shù)據(jù)信息也是完全匿名的。符合相關(guān)隱私法規(guī),可應(yīng)用于更多不適合部署攝像頭的辦公場景。
相比AI攝像頭技術(shù)的隱私問題,毫米波雷達還有效益優(yōu)勢。由于雷達識別處理基本在本地設(shè)備端完成,上傳到后臺云端的數(shù)據(jù)量非常小。只是識別人員的位置、軌跡信息或統(tǒng)計處理后的信息,所以對整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬和云資源需求都非常有限,從而可以幫助企業(yè)大大降低系統(tǒng)的運營成本.
(2) 智能家居
在老年家居領(lǐng)域,多方位的感知變得尤為重要。要實時保證家中老人呼吸心跳數(shù)據(jù)、睡眠質(zhì)量等生理檢測數(shù)據(jù)的正常性。此外,在當(dāng)前的智能家居中,個人隱私的保護逐漸成為剛需,但也成為痛點,急需技術(shù)突破來填補空白。而毫米波雷達產(chǎn)品不受光線和隱私的限制。它可以通過測量生理呼吸來判斷是否有人。同時,它還可以通過測量呼吸和心跳來判斷老年人的生理狀態(tài)。對于一些突發(fā)時間的報警具有不可替代的作用,將有效滿足老人居家養(yǎng)老的需求。
另外,在傳統(tǒng)的智能家居中,空調(diào)、燈、煤氣的自動關(guān)閉、非法入侵等都是通過攝像頭和紅外傳感器組合報警系統(tǒng)來操作的,但在很多場景下,攝像頭的隱私問題和紅外準(zhǔn)確度在很多場景無法解決。毫米波雷達產(chǎn)品的準(zhǔn)確性和隱私性沒有任何障礙。同時,雷達產(chǎn)品經(jīng)濟性強,信號輸出簡單,場景互動方便。由于具有穿透性,雷達可以輕松安裝在家用電器和燈具中,與攝像頭形成互補聯(lián)動。
除了上面介紹的應(yīng)用領(lǐng)域,毫米波雷達還廣泛應(yīng)用于智能交通和工業(yè)制造。比如在智能工廠中,可以在邊緣實現(xiàn)智能感知,進一步提升機器人系統(tǒng)技術(shù),實現(xiàn)機器人感知的全智能化。
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