熊霞麗

黃岡師范學(xué)院機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院 湖北 黃岡 438000

隨著汽車(chē)的保有量持續(xù)增長(zhǎng)，交通事故發(fā)生率居高不下。數(shù)據(jù)表明，汽車(chē)防撞雷達(dá)可以有效地減少安全事故的發(fā)生。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)汽車(chē)防撞雷達(dá)的研究較早，現(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)屬于領(lǐng)先地位，具有全面性和系統(tǒng)性，相比國(guó)外，我國(guó)技術(shù)發(fā)展較為落后，在汽車(chē)防撞方面僅僅局限于倒車(chē)?yán)走_(dá)的生產(chǎn)和研制，前向探測(cè)雷達(dá)只是在探索研究中，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在大環(huán)境下，大力發(fā)展汽車(chē)防撞雷達(dá)技術(shù)具有深遠(yuǎn)的意義，其自身的現(xiàn)實(shí)作用和未來(lái)的發(fā)展前景，都會(huì)為社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)國(guó)家建設(shè)發(fā)展。

1 汽車(chē)防撞雷達(dá)的探測(cè)方式

現(xiàn)階段，汽車(chē)防撞系統(tǒng)的探測(cè)方式主要有四種：激光探測(cè)、超聲波探測(cè)、紅外線探測(cè)和毫米波探測(cè)。1.激光探測(cè)主要利用車(chē)體本身的激光雷達(dá)對(duì)前車(chē)的反光鏡發(fā)射激光，通過(guò)檢測(cè)反饋回來(lái)的激光的到達(dá)時(shí)間，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)計(jì)算，從而判斷出兩車(chē)的距離。在汽車(chē)上使用較為廣泛的有非成像式激光雷達(dá)和成像式激光雷達(dá)兩種。2.超聲波探測(cè)主要利用超聲波發(fā)射器不斷的發(fā)射超聲波，遇到目標(biāo)對(duì)象后反射，由接收器受到反射信號(hào)并轉(zhuǎn)為電信號(hào)，通過(guò)發(fā)射波與反射波之間的時(shí)間差，得出二者之間的距離，從而達(dá)到避免事故的目的。3.紅外線探測(cè)主要利用車(chē)載儀器發(fā)射并且接收目標(biāo)反射回來(lái)的紅外線，根據(jù)波長(zhǎng)的不同和信號(hào)的強(qiáng)弱，結(jié)合時(shí)間差異，得出與前方物體之間的距離。達(dá)到減速距離內(nèi)，控制器會(huì)發(fā)出減速或剎車(chē)信號(hào)，從而避免撞車(chē)。4.毫米波探測(cè)是利用傳感器通過(guò)車(chē)載天線發(fā)出信號(hào)，由天線接收反饋回來(lái)的毫米波信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理器分析，得出二者的距離、角度和速度等數(shù)據(jù)。

通過(guò)以上四種探測(cè)方式的介紹，了解到不同方式自身的優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)合各方式的優(yōu)缺點(diǎn)，繪制出如下表格。

應(yīng)用技術(shù)參數(shù)指標(biāo)超聲波紅外線激光毫米波長(zhǎng)距離探測(cè)能力低一般強(qiáng)強(qiáng)目標(biāo)檢測(cè)能力低低一般強(qiáng)排除虛警能力低低一般強(qiáng)溫度穩(wěn)定性差一般強(qiáng)強(qiáng)黑暗穿透能力強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)全天候穿透能力低低低強(qiáng)硬件低成本可能性高一般一般高信號(hào)處理低成本可能性高高高高有灰層/煙霧籠罩時(shí)傳感器的性能一般差差良好

2 國(guó)內(nèi)外汽車(chē)防撞雷達(dá)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外汽車(chē)防撞雷達(dá)發(fā)展現(xiàn)狀

從1960年開(kāi)始，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)對(duì)汽車(chē)防撞雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行探索探究，隨著集成電路的推廣，雷達(dá)體積得到有效縮減，為汽車(chē)的應(yīng)用做出保障。在上世紀(jì)90年代，美國(guó)某公司研究出一款防撞系統(tǒng)并應(yīng)用到1700輛汽車(chē)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，安裝防撞系統(tǒng)后的汽車(chē)事故發(fā)生率明顯降低，更加確定了防撞系統(tǒng)的重要性。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，越來(lái)越大的汽車(chē)生產(chǎn)廠家開(kāi)始研究防撞雷達(dá)系統(tǒng)，毫米波體制的防撞系統(tǒng)因其自身的優(yōu)勢(shì)被更大汽車(chē)制造商看重，所以毫米波汽車(chē)防撞雷達(dá)產(chǎn)品問(wèn)世。該技術(shù)所需的核心部件主要被意法半導(dǎo)體、恩智浦等極少數(shù)國(guó)外廠商手中，而且技術(shù)和材料渠道對(duì)國(guó)內(nèi)進(jìn)行封鎖。為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，美國(guó)谷歌等公司提出無(wú)人駕駛理念，并且得到世界廣泛的認(rèn)同。無(wú)人駕駛狀態(tài)下，從被動(dòng)減少交通事故變成主動(dòng)避免碰撞事故發(fā)生的階段，進(jìn)而強(qiáng)調(diào)汽車(chē)具備主動(dòng)安全的能力。毫米波防撞系統(tǒng)是無(wú)人駕駛汽車(chē)的核心關(guān)鍵，但是目前的毫米波雷達(dá)的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)技術(shù)主要被傳統(tǒng)的車(chē)電系統(tǒng)巨頭公司所壟斷。

2.2 國(guó)內(nèi)汽車(chē)防撞雷達(dá)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)的汽車(chē)防撞雷達(dá)系統(tǒng)的研究較為落后，初期只有山東大學(xué)和南京理工大學(xué)等進(jìn)行部分技術(shù)研究，只是基于理論的研究，沒(méi)有實(shí)際安裝汽車(chē)的產(chǎn)品。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)汽車(chē)行業(yè)駕駛安全的逐漸重視，越來(lái)越多的的企業(yè)和國(guó)家研究院對(duì)防撞系統(tǒng)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。在研發(fā)前端單片微波集成電路方面，廈門(mén)的一家科技公司在汽車(chē)主動(dòng)安全雷達(dá)射頻前端集成電路取得重大突破，依靠自身優(yōu)勢(shì)研發(fā)出多種完全自主的毫米波集成電路，是國(guó)內(nèi)唯一可以提供解決汽車(chē)主動(dòng)安全雷達(dá)射頻前端問(wèn)題的企業(yè)。而77GHz毫米波技術(shù)難度較大，目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有突破性進(jìn)展。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，北京行易道研發(fā)出77GHz毫米波雷達(dá)系統(tǒng)，成本較低，實(shí)際作用距離200m，不受天氣光線影響，有較好的實(shí)用性。作為國(guó)內(nèi)軍用雷達(dá)技術(shù)的核心科學(xué)院，上海無(wú)線電設(shè)備研究所正在研發(fā)24G汽車(chē)防撞雷達(dá)，同年會(huì)推出新型產(chǎn)品。

3 對(duì)國(guó)內(nèi)汽車(chē)防撞雷達(dá)未來(lái)發(fā)展的建議

汽車(chē)毫米波防撞系統(tǒng)是新型領(lǐng)域，隨著ADSD系統(tǒng)的廣泛推廣和無(wú)人駕駛理念的提出，更加擴(kuò)大了汽車(chē)防撞雷達(dá)系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展前景。目前來(lái)看，我國(guó)汽車(chē)防撞系統(tǒng)相比國(guó)外還存在著技術(shù)差距。產(chǎn)業(yè)研發(fā)人員要借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和科學(xué)理念，提升自身的技術(shù)水平，打好基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)對(duì)此要加大研究投入，認(rèn)真做好科研工作，致力于國(guó)家建設(shè)發(fā)展。同時(shí)，汽車(chē)行業(yè)要重視防撞雷達(dá)系統(tǒng)的重要性，在進(jìn)行整車(chē)生產(chǎn)時(shí)，將防撞系統(tǒng)規(guī)劃到汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略中，結(jié)合相關(guān)的研發(fā)機(jī)構(gòu)推動(dòng)科技研發(fā)進(jìn)程。國(guó)家加大重視程度，加大資金投入力度，結(jié)合社會(huì)資本和產(chǎn)業(yè)資本，順應(yīng)社會(huì)發(fā)展腳步，早日實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)汽車(chē)防撞雷達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化。

4 結(jié)論

為了能研發(fā)出可靠性好、應(yīng)用實(shí)際、性能優(yōu)良的防撞系統(tǒng)，從發(fā)射波設(shè)計(jì)、工作體制選擇和目標(biāo)檢測(cè)算法等方面深入研究。總結(jié)國(guó)內(nèi)外科學(xué)技術(shù)的差距，對(duì)國(guó)內(nèi)汽車(chē)防撞系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，表明毫米波防撞雷達(dá)是解決交通安全的主要手段，雖然我國(guó)現(xiàn)階段的科技水平尚不成熟，相比國(guó)外，仍然處于追趕學(xué)習(xí)階段，但是自身的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，研發(fā)進(jìn)展非常迅速。相信在不久的未來(lái)，國(guó)內(nèi)研發(fā)技術(shù)將達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，總體來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)對(duì)汽車(chē)防撞雷達(dá)系統(tǒng)的研發(fā)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。