雷达汽车文章_雷达 汽车

雷达汽车文章_雷达 汽车

       现在，我将着重为大家解答有关雷达汽车文章的问题，希望我的回答能够给大家带来一些启发。关于雷达汽车文章的话题，我们开始讨论吧。

1.趣味解读毫米波雷达/激光雷达 自动驾驶的“电子眼”

趣味解读毫米波雷达/激光雷达 自动驾驶的“电子眼”

       自动驾驶从概念化走向现实世界似乎非常迅速，对于自动驾驶的定义，简单来说就是对大量交通数据进行运算，最终得到最优的行车路线和速度，车辆实现无人干预的自动行驶。但是最关键的技术难点却在于获取数据，所以雷达变成了自动驾驶不可或缺的硬件。自动驾驶汽车通过雷达将复杂的交通数据全部捕获。目前来说汽车上常见的雷达有两种，分别是毫米波雷达和激光雷达。雷达是一个熟悉又陌生的词，是英文Radar的音译，源于radio?detection?and?ranging的缩写，意思为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。所以，雷达也被称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

       毫米波雷达

       首先大家要明白什么是毫米波，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，频率大致范围是10GHz—200GHz。这是一个非常适合车载领域的频段。当前，比较常见的车载领域的毫米波雷达频段有三类。

       A、24GHz，这个频段目前大量应用于汽车的盲点监测、变道辅助。雷达安装在车辆的后保险杠内，用于监测车辆后方两侧的车道是否有车、可否进行变道。这个频段也有缺点，首先是频率比较低，另外就是带宽比较窄，只有250MHz。

       B、77GHz，这个频段的频率比较高，国际上允许的带宽高达800MHz。这个频段的雷达性能要好于24GHz的雷达，所以主要用来装配在车辆的前保险杠上，探测与前车的距离以及前车的速度，实现的主要是紧急制动、自动跟车等主动安全领域的功能。

       C、79GHz，这个频段最大的特点就是其带宽非常宽，要比77GHz的高出3倍以上，这也使其具备非常高的分辨率，可以达到125px。

       雷达的振荡器会产生一个频率随时间逐渐增加的信号，这个信号遇到障碍物之后，会反弹回来，其时延是2倍距离/光速。返回来的波形和发出的波形之间有个频率差，这个频率差和时延是呈线性关系的：物体越远，返回的波收到的时间就越晚，那么它跟入射波的频率差值就越大。将这两个频率做一个减法就可得到二者频率的差频，通过判断差拍频率的高低就可以判断障碍物的距离。

       精准度高，抗干扰能力强，则探测距离远?。呈广角探测?，探测范围广，作用时速可达到120码以上，全天候工作，雨雪雾霾沙尘暴等恶劣天气均能开启正常使用。穿透能力强，安装也可完全隐蔽，不影响车辆整体外观，所以毫米波雷达技术更适用于汽车防撞领域。

       激光雷达

       激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测激光信号，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后就可获得目标的有关信息：如目标距离、方位、高度、速度、姿态、形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。整套系统由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。

       激光雷达的工作原理与雷达相近，以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光，打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上，引起散射，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上，根据激光测距原理计算，就得到从激光雷达到目标点的距离，脉冲激光不断地扫描目标物，就可以得到目标物上全部目标点的数据，用此数据进行成像处理后，就可得到精确的三维立体图像。

       激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没什么区别，由雷达发射系统发送一个信号经目标反射后被接收系统收集，通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度，可由反射光的多普勒频移来确定，也可测量两个或多个距离，并计算其变化率而求得速度，这也是直接探测型雷达的基本工作原理。

       虽然精度高稳定性强，但激光雷达通过发射光束进行探测，所以探测范围窄，光束受遮挡后就无法正常使用，因此在雨雪雾霾天，沙尘暴等恶劣天气不能开启受环境影响很大，没有穿透能力。探头必须完全外露才能达到探测效果，对于安装车辆来说影响车辆外形美观。

       总结毫米波雷达和激光雷达之区别

       毫米波雷达从上世纪起就已在高档汽车中使用，技术相对成熟。毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点，且其引导头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，相比于激光雷达是大优势。毫米波雷达的缺点也十分直观，探测距离受到频段损耗的直接制约，想要探测的远就必须使用高频段雷达，也无法感知行人且对周边所有障碍物无法进行精准的建模。

       激光雷达主要是通过发射激光束来探测周围的环境，车载激光雷达普遍采用多个激光发射器和接收器，建立三维点云图达到实时环境感知的目的。目前传统激光雷达技术已经很成熟，而固态激光雷达和混合固态激光雷达尚处于起步阶段，因此各企业当前在自动驾驶汽车使用的激光雷达多以机械式激光雷达为主。激光雷达的优势在于其探测范围更广，探测精度更高。但是缺点也很明显：在雨雪雾等极端天气下性能较差、采集的数据量过大、成本太高。

       二者虽然自身都有着不同的优缺点，单独工作也很难完成自动驾驶任务，所以目前的自动驾驶车辆都是用两者结合，既可以弥补对方的缺点，还能节约成本。

       本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

       [?亿欧导读?]?雷达作为汽车之眼，能否在中国落地生根？

       作者丨王瑞

       编辑丨郝秋慧

       汽车智能化从有“眼睛”开始。

       人类大脑中80%的知识和记忆都由眼睛获取，甚至有人直言：没有眼睛就没有人类文明。但对诞生百年的汽车而言，雷达就是它们的眼睛。

       2020年，汽车产业虽受疫情影响，但汽车雷达的融资颇为热闹，据亿欧汽车统计，今年国内外已有8家企业获得融资，多数为早期创新企业。当全球车市备受震荡与冲击时，一些新的种子正在生根发芽。

       当下，中国汽车雷达市场正进入野蛮生长期。在未来的中国汽车市场中，竞争也将日趋激烈。

       新的宿主

       1935年，世界第一部实战型雷达“本土链”面世。

       随后，第二次世界大战的爆发，加速了雷达由地面、船舶向飞机的迁移。1941年，苏联最早在飞机上装备预警雷达；1944年，马可尼公司成功设计生产出地毡式雷达干扰系统，后者大批量装备英国皇家空军轰炸机队。

       完成由船舶向飞机的迁移后，汽车成了雷达下一个“宿主”。

       为减少交通事故率，20世纪七十年代，德国科技部确立汽车雷达应用研发项目。1974年，德国收音机与电视机公司德律风根研制出第一款车载35GHz距离预警雷达（DWR），率先开启雷达车载应用的尝试。35GHz技术的开发研究，实现了汽车雷达在轿车前护栅内的集成。

       八十年代末，丰田等日本车企率先在高端车型引入雷达，欧美车企紧随其后。

       1992年，美国超过4000辆汽车安装了EATON-VORAD公司量产的防撞预警系统（CWS），在累计9亿公里的行驶里程中，每公里事故量下降了50%。1995年，休斯微波公司推出24GHz汽车侧边探测警告系统，以帮助驾驶员评估变换车道的可能性。

       早期，汽车雷达仍然是豪华车的专属。

       梅赛德斯奔驰曾推出过限距控制系统（DISTRONIC），但应用数量寥寥，由S级向其他级扩展的速度也很缓慢。奔驰后续推出的增强型限距控制系统（DISTRONIC?PLUS）应用情况有所改观，其包含制动辅助系统与预防性安全制动系统两大功能，具备L1级驾驶辅助功能的雏形。

       时至今日，汽车已成了雷达的重要“宿主”，在提升安全性等层面发挥着重要作用。但汽车从代步工具到智能移动空间的属性转变，现有雷达技术已无法满足其发展。

       “三驾马车”

       为使汽车拥有更明亮的“眼睛”，雷达行业开始有新的探索。

       超声波雷达、毫米波雷达与激光雷达逐渐形成当前汽车雷达的“三驾马车”，推动着汽车驾驶辅助功能的发展。

       超声波雷达又名倒车雷达，是汽车倒车时的安全辅助装置，能通过蜂鸣器、音响或显示器提醒驾驶员车后障碍物情况，扫除驾驶员倒车时的视野死角，保障汽车倒车安全。

       毫米波雷达是ADAS高级驾驶辅助功能的核心，目前主要分为24GHz与77GHz两种。24GHz雷达检测范围为中短距离，用作实现BSD、LCA等功能，而77GHz长程雷达用作实现ACC、AEB等功能。

       激光雷达是完全自动驾驶的基石。激光雷达利用激光脉冲达成厘米级探测精度，以极高的速率收集距离数据并产生“点云”，是自动驾驶汽车雷达的未来方向。

       “三驾马车”在原理、功能、应用等维度各有千秋，以不同比例共同构成“汽车之眼”，背靠巨大的市场空间。

       全球车企对自动驾驶的追逐，共同开辟汽车雷达广阔市场蓝海。据Report?and?Data数据，2018年全球汽车雷达市场规模约为31.0亿美元，预计2026年将达到193.1亿美元。

       自动驾驶有三大关键系统：感知层、决策层与执行层。

       通过三大系统的协同运作，自动驾驶得以实现。其中，感知层是车辆感知环境的关键，是实现自动驾驶的基础，其由汽车雷达和摄像头共同组成。自动驾驶级别越高，感知层对于硬件的要求越高，汽车雷达装配量“水涨船高”。

       举例来说，业界对L2级自动驾驶雷达配置的主流观点是：8个超声波雷达搭配5个毫米波雷达（1个长距离+4个短距离）。超声波雷达价格相对低廉，8个超声波雷达对应数百元成本；毫米波雷达单价在千元级别，5个毫米波雷达对应数千元成本。

       一辆汽车若搭配L2级别自动驾驶功能，仅雷达硬件成本可达数千元，遑论搭载昂贵激光雷达的高级别自动驾驶车辆。

       巨头笼罩

       中国汽车雷达市场正进入野蛮生长期。

       据佐思产研数据，2018年，中国乘用车毫米波雷达出货量约为358万颗，同比增长54%。雷达出货量激增的背后，是中国新车ADAS渗透率的提升。据汽车之家数据，截至2019年11月，中国在售车型ADAS配置渗透率在25%以上。

       然而，中国庞大的汽车雷达市场却被国际Tier1牢牢把控。

       据佐思产研数据，2019年1月，维宁尔、大陆、海拉、安波福、法雷奥占据中国乘用车短距离毫米波雷达市场96.4%市场份额，博世、大陆、电装、安波福占据中国乘用车长距离毫米波雷达市场95.7%市场份额。

       面临巨头挤压，中国自主雷达厂商生存现状艰难。

       业内人士表示，自主厂商在超声波雷达领域并无技术瓶颈，与国际Tier1的主要差距在于传感器的稳定性与可靠性方面。

       毫米波雷达技术含量较高，自主厂商在24GHz雷达领域技术相对成熟，全面迈进77GHz的市场拐点已经到来。然而，受制于开发门槛、知识产权、材料工艺等，自主厂商推进77GHz毫米波雷达的进程十分艰难，车企也很难放弃国际Tier1稳定可靠的部件，转投自主厂商的“怀抱”。

       一位业内人士向亿欧透露，“国产毫米波雷达初创企业各有特色，但很少拥有全栈式能力，能实现从研发到生产再到落地的全环节覆盖”。

       激光雷达方面，无论是测距精度、抗干扰、时间同步、稳定性，位于加州硅谷的Velodyne仍然处于领先地位，目前已通过现代摩比斯、Veoneer等汽车Tier1企业打入了车企前装市场。

       汽车智能化的趋势已不可逆，国内外汽车雷达厂商势必为争夺同一个市场而短兵相接，中国自主厂商将迎面而战。

       路归国产？

       中国汽车雷达厂商，并非没有机会。

       “汽车雷达作为敏感部件，国产化是大势所趋。”一位业内人士向亿欧汽车表示，如同其他汽车零部件均实现国产化一般，中国终将有自主雷达厂商崛起，与国际Tier1相抗衡。

       虽然在中国市场，主流车企与特殊无人车公司大多采用Velodyne产品，不过，禾赛科技等国产厂商已经打入部分自动驾驶公司的供应体系。以百度Apollo为例，其曾大量采用Velodyne产品，“目前50%的激光雷达来自禾赛科技。”一位百度技术高管透露。

       近年来，国产汽车雷达厂商如雨后春笋般涌现。一位业内人士向亿欧透露，仅毫米波雷达领域，中国就大约有二三十家初创企业；激光雷达领域，中国也涌现出禾赛科技、速腾聚创等玩家。

       超声波雷达技术相对成熟，成本相对低廉，自主厂商在该领域颇有建树。据悉，新三板上市公司奥迪威超声波雷达全球市占率一度达到9%，目前公司主要提供APA超声波传感器、UPA超声波传感器、倒车雷达传感器等。

       在国产汽车雷达快速生长的同时，中国在政策层面也给予了重要支持。

       2017年4月，工信部、发改委及科技部联合发布的《汽车产业中长期发展规划》指出：突破车用传感器等先进汽车电子的产业链短板；培育具有国际竞争力的零部件供应商；着力推动智能网联汽车关键零部件研发；重点支持传感器等核心技术研发及产业化。智能网联汽车的推广，也为自主厂商提供了增长空间。

       2020年3月，工信部等多部委在《智能汽车创新发展战略》中指出：2030年汽车DA及以上级别的智能驾驶系统成为新车标配，汽车联网率接近100%，HA/FA级自动驾驶新车装配率达到10%。

       十年窗口期，或将成就自主雷达厂商们的奋斗史诗。

       汽车零部件事关生命安全，需满足车规级高要求。相较国际Tier1，国内初创团队在探索车规级产品的路上，仍需快马加鞭。

       在亿欧汽车看来，作为世界上最大的汽车生产国与消费国，汽车零部件国产化是大势所趋，不可逆转，汽车雷达于存量市场中仍具备上升空间。市场机会稍纵即逝，留给自主雷达厂商窗口越来越小，也越来越重要。

       眼下，能否“上车”将成为自主雷达厂商的最大门槛。

       本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

       好了，今天关于“雷达汽车文章”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的介绍对“雷达汽车文章”有更全面的认识，并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。如果您有任何问题或需要进一步的信息，请随时告诉我。