低功耗毫米波雷達(dá)在泊車(chē)輔助應(yīng)用中優(yōu)于超聲波的原因

當(dāng)今的泊車(chē)系統(tǒng)主要使用了超聲波傳感器，這是一種可以感應(yīng)附近物體的低成本解決方案。盡管這種技術(shù)已發(fā)展成熟，但是原始設(shè)備制造商 (OEM) 必須滿(mǎn)足成本敏感市場(chǎng)中泊車(chē)輔助和自主泊車(chē)應(yīng)用不斷發(fā)展的要求，而一級(jí)制造商也發(fā)現(xiàn)從超聲波感應(yīng)中挖掘更多性能所帶來(lái)的回報(bào)在不斷見(jiàn)少。

無(wú)論是下一代泊車(chē)輔助、自主泊車(chē)還是代客泊車(chē)輔助系統(tǒng)，都將比超聲波感應(yīng)需要更高和更長(zhǎng)的分辨率、精度和距離來(lái)檢測(cè)車(chē)輛的周?chē)h(huán)境。

超聲波傳感器的現(xiàn)狀

超聲波泊車(chē)系統(tǒng)因自主等級(jí)而異，可以提醒駕駛員感應(yīng)到的物體，也可以借助攝像頭感應(yīng)功能操縱車(chē)輛駛?cè)胪＼?chē)位。如圖 1 所示，這些系統(tǒng)使用汽車(chē)上安裝的 8 至 12 個(gè)超聲波攝像頭，來(lái)實(shí)現(xiàn)完全覆蓋，典型感應(yīng)距離為 10cm 至 5m。

圖1 超聲波傳感器（左）和 AWRL1432 傳感器（右）的泊車(chē)配置比較

超聲波傳感器通過(guò)發(fā)射聲波，并接收由路徑上的物體反射的聲波來(lái)感應(yīng)物體。它們通過(guò)測(cè)量發(fā)射聲波和接收回波之間的時(shí)間差，來(lái)計(jì)算附近物體的距離。如今，這些傳感器通常向中央傳感器融合電子控制單元 (ECU) 發(fā)送在高速分布式系統(tǒng)接口 (DSI3) 通道上所接收信號(hào)的整個(gè)波形。

與發(fā)射聲波的超聲波傳感器相比，毫米波雷達(dá)傳感器通過(guò)發(fā)射頻率隨時(shí)間增長(zhǎng)的電磁波來(lái)感應(yīng)物體。這類(lèi)信號(hào)會(huì)從給定路徑上的物體表面反射回來(lái)。毫米波傳感器通過(guò)測(cè)量被感應(yīng)物體的屬性變化，來(lái)計(jì)算其距離、速率和到達(dá)角。

77GHz 毫米波雷達(dá)具有寬射頻帶寬，可實(shí)現(xiàn)精密的距離和速率測(cè)量，因此逐漸受到高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)和車(chē)身應(yīng)用的青睞。德州儀器 (TI) 的 AWRL1432 單芯片雷達(dá)傳感器等器件還能在 4cm 至 10m 及以上的范圍（具體取決于天線(xiàn)配置）精確感應(yīng)物體。這一擴(kuò)大的范圍支持提前感應(yīng)出障礙物，使駕駛員有更多時(shí)間做出反應(yīng)并安全地駕駛。

雷達(dá)傳感器用于泊車(chē)輔助的優(yōu)勢(shì)

超聲波傳感器針對(duì)聲波在一種介質(zhì)（如空氣）的傳播進(jìn)行了優(yōu)化（泥漿和雨霧等環(huán)境條件會(huì)限制其性能）。相比之下，毫米波雷達(dá)使用的電磁波不需要傳播介質(zhì)，并且在任何外部條件下可提供精密的物體感應(yīng)。與超聲波傳感器相比，雷達(dá)傳感器通常也不易出現(xiàn)錯(cuò)誤讀數(shù)，從而為泊車(chē)輔助功能提供了可靠的解決方案。

此外，由于超聲波傳感器會(huì)受到聲波傳播介質(zhì)的影響，因此在汽車(chē)上安裝超聲波泊車(chē)系統(tǒng)時(shí)，需要在保險(xiǎn)杠上采取不同的鉆孔和噴漆工藝，這會(huì)給 OEM 帶來(lái)巨大的成本。相比之下，毫米波雷達(dá)傳感器可以安裝在汽車(chē)保險(xiǎn)杠上（如圖 2 所示），在簡(jiǎn)化安裝的同時(shí)保持美觀(guān)。

德州儀器的 AWRL1432 毫米波雷達(dá)傳感器集成了模擬前端與數(shù)字處理后端，可在具有成本效益的控制器局域網(wǎng)靈活數(shù)據(jù)速率通道上傳輸處理后的輸出數(shù)據(jù)，以便中央 ECU 做出決策。相較而言，將超聲波傳感器向中央 ECU 傳輸波形數(shù)據(jù)所需的 DSI3 電纜價(jià)格昂貴。您還可以在汽車(chē)上將AWRL1432 傳感器和現(xiàn)有的角雷達(dá)結(jié)合使用（這種配置已變得越來(lái)越普遍），從而允許在空間日益受限的傳感系統(tǒng)中重復(fù)使用多用途傳感器。

圖2 多模式角雷達(dá)系統(tǒng)與AWRL1432

結(jié)語(yǔ)

AWRL1432 傳感器能夠提供更大的距離、分辨率和精度，有助于滿(mǎn)足當(dāng)今的泊車(chē)輔助、入門(mén)級(jí)盲點(diǎn)檢測(cè)和代客泊車(chē)等更高自主等級(jí)的未來(lái)應(yīng)用的要求。其低功耗架構(gòu)所需的有功功率更低，并且能夠提供空閑和深度睡眠模式，可以在需要電池電源的腳踢開(kāi)啟和門(mén)感應(yīng)應(yīng)用中提供雷達(dá)優(yōu)勢(shì)。

AWRL1432 傳感器不僅能夠支持 OEM 和一級(jí)制造商提高泊車(chē)系統(tǒng)中的雷達(dá)性能，而且還能夠在以前受成本和功耗限制的外部應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。這些功能使得軟件定義的多用途雷達(dá)的開(kāi)發(fā)成為可能，同時(shí)，這些雷達(dá)可以重復(fù)使用相同的硬件，并縮短下一代近場(chǎng)傳感應(yīng)用的工程周期。