По мере развития технологий автономного вождения от концептуальной проверки до крупномасштабного внедрения, возможности автомобиля по восприятию окружающей среды пересматриваются. Надежность систем восприятия стала важным фактором безопасности транспортных средств, будь то поддержание стабильного следования за впереди идущим автомобилем на автомагистралях или прогнозирование рисков в сложных городских условиях.
Среди бортовых датчиков миллиметровый радар (ммВ) не всегда является самым «видимым», но он играет важную роль в системах автономного вождения. Являясь основой современных систем восприятия, ммВ-радар получает все большее признание за свою устойчивость в любых погодных условиях и точное измерение расстояния и скорости, особенно по мере перехода автомобилей от уровня автоматизации L2 к уровням L3 и L4.
В то время как LiDAR обеспечивает получение трехмерных облаков точек высокого разрешения, а камеры предоставляют богатую визуальную информацию, миллиметровый радар дополняет эти датчики, обеспечивая надежные измерения, основанные на физических принципах и менее подверженные влиянию факторов окружающей среды. Это особенно важно в конфигурациях с объединением данных от нескольких датчиков, где надежность и резервирование имеют решающее значение для безопасного вождения.
Понимание физических преимуществ миллиметрового радара
Поскольку радар миллиметрового диапазона использует длины волн миллиметрового уровня и работает в диапазоне частот 30–300 ГГц, он практически не подвержен влиянию освещения и таких факторов окружающей среды, как пыль, туман и дождь. Радар миллиметрового диапазона демонстрирует стабильную работу в различных условиях, в отличие от камер, которые зависят от видимого света, и лидаров, которые могут ухудшать свои характеристики в неблагоприятных погодных условиях.
Радары миллиметрового диапазона (mmWave) излучают высокочастотные электромагнитные волны, которые используются в автомобильной промышленности для измерения угла, расстояния и относительной скорости обнаруживаемых объектов. Адаптивный круиз-контроль (ACC) и автоматическое экстренное торможение (AEB) зависят от этих основных физических измерений.
Радары миллиметрового диапазона от Linpowave, предназначенные для автомобильной промышленности, обеспечивают точное определение скорости, высокую стабильность измерений и надежную работу в сложных дорожных условиях.
Кроме того, радар миллиметрового диапазона может обнаруживать мелкие или слабоотражающие объекты, такие как бордюры, дорожные конусы и даже низколетящие дроны. Эта функция особенно полезна для автоматизированных систем парковки и городской навигации, где избегание мелких препятствий имеет решающее значение как для комфорта, так и для безопасности.
Преимущества и недостатки
Наиболее заметным преимуществом радара является возможность использования миллиметровых волн в любых погодных условиях. Он идеально подходит для движения по автомагистралям, коммерческого транспорта и круглосуточной работы, поскольку обеспечивает стабильное и непрерывное наблюдение в условиях плохой видимости, дождя и снега.
Еще одно преимущество — способность точно измерять скорость с помощью эффекта Доплера. Поскольку это позволяет точно реагировать на резкое торможение или динамические изменения дорожной обстановки, эта возможность имеет важное значение для систем активной безопасности. Например, радар миллиметрового диапазона может быстро определить относительную разницу скоростей в случае резкого замедления автомобиля перед вами, что позволяет системам адаптивного круиз-контроля (ACC) или автоматического экстренного торможения (AEB) реагировать за миллисекунды.
Радар миллиметрового диапазона имеет существенные инженерные ограничения. Из-за более низкого пространственного разрешения по сравнению с лидаром, точное обнаружение объектов на очень близком расстоянии или различение перекрывающихся целей представляет собой более сложную задачу. Без алгоритмической компенсации обнаружение стационарных объектов также может быть затруднено. Однако, при интеграции радара миллиметрового диапазона с камерами и лидаром в многосенсорные системы, эти недостатки уменьшаются, что повышает общую надежность восприятия.
Переход от 3D к 4D: важное технологическое достижение.
Радары миллиметрового диапазона эволюционировали от традиционных 3D-радаров до 4D-радаров, поскольку автономное вождение требует более глубокого понимания окружающей среды. 4D-радары создают более плотные облака точек за счет включения измерения высоты, что улучшает обнаружение объектов в небольших препятствиях, на склонах и мостах.
4D-радар способен генерировать миллионы точек в секунду, используя сложные антенные решетки MIMO (Multiple Input Multiple Output) и алгоритмы обработки сигналов, обеспечивая восприятие, близкое к лидарному, при сохранении доступности радара и его устойчивости к любым погодным условиям.
Благодаря максимальной плотности облака точек, разрешению и надежности, соответствующей автомобильным стандартам, компания Linpowave продолжает совершенствовать технологию 4D-радара.
Эта эволюция открыла новые возможности в области автономного вождения, такие как точное обнаружение низко расположенных препятствий, обнаружение препятствий вне прямой видимости за поворотами и более надежная работа в сложных городских условиях.
Применение в автомобильной промышленности
Системы помощи при движении по автомагистрали (HWA), автоматического экстренного торможения (AEB), обнаружения слепых зон (BSD) и адаптивного круиз-контроля (ACC) в серийных автомобилях работают на основе миллиметровых волновых радаров. Для этих приложений необходимы данные в реальном времени и высокая стабильность.
Кроме того, радар миллиметрового диапазона используется в салонах автомобилей. Его бесконтактное обнаружение открывает новые возможности для интеллектуальных систем салона, позволяя управлять ими с помощью жестов, отслеживать жизненно важные показатели и контролировать присутствие пассажиров.
Радар миллиметрового диапазона может выявлять усталость или сонливость водителя, отслеживая частоту сердечных сокращений и дыхания, что позволяет принимать превентивные меры безопасности. Он также может предлагать пассажирам функцию оповещения о присутствии ребенка, обеспечивающую конфиденциальность и гарантирующую интеллектуальное и безопасное управление салоном.
Функция дорожных карт для технологий
Многосенсорное слияние стало стандартом для автономного вождения более высокого уровня, несмотря на продолжающиеся дискуссии между подходами, основанными только на использовании камер, и подходами, основанными на многосенсорном слиянии. В этих системах миллиметровый радар служит стабилизирующим фактором, а не заменой датчика, обеспечивая точное определение скорости и расстояния даже в сложных условиях.
Радарные решения Linpowave на миллиметровых волнах поддерживают функции ADAS уровня L2-L4 и автономного вождения, разработанные для плавной интеграции в подобные архитектуры с обеспечением стабильной и воспроизводимой работы.
Подведение итогов
В долгосрочной перспективе миллиметровый радар более ценен, когда речь идет о повышении надежности системы, чем о точности визуального отображения. Благодаря возможности получения 4D-изображений, сложным алгоритмам и развивающимся технологиям микросхем, миллиметровый радар продолжает оставаться важной частью систем распознавания объектов в автономных транспортных средствах.
Радар миллиметрового диапазона (mmWave) является ключевым компонентом систем помощи водителю (ADAS) и передовых систем автономного вождения благодаря своей способности обеспечивать работу в любых погодных условиях, точное определение скорости и распознавание мелких объектов. Радар миллиметрового диапазона будет по-прежнему иметь важное значение для безопасного, интеллектуального и надежного передвижения по мере того, как отрасль продвигается к более широкому внедрению систем уровня L3-L4.
Часто задаваемые вопросы об автомобильных миллиметровых радарах
В1: Могут ли системы, использующие только камеры, заменить миллиметроволновые радары?
Нет, это не так. Благодаря своей всепогодной стабильности и точному определению скорости, это важный компонент систем объединения данных с нескольких датчиков.
В2: Можно ли заменить LiDAR 4D-радаром миллиметрового диапазона?
В определенных ситуациях 4D-радар обеспечивает сопоставимое пространственное восприятие; однако эти две технологии дополняют друг друга из-за различий в разрешении и семантическом понимании.
Вопрос 3: Оказывают ли экстремальные погодные условия какое-либо влияние на миллиметровый радар?
Несмотря на то, что радар миллиметрового диапазона более надежен, чем оптические датчики, при сильных дождях или снегопадах может наблюдаться некоторое ослабление сигнала.
Вопрос 4: Возможно ли использовать радар миллиметрового диапазона для обнаружения объектов в автомобиле?
Действительно. Сохраняя конфиденциальность, это устройство обеспечивает бесконтактное распознавание жестов, мониторинг жизненно важных показателей и определение присутствия человека.
В5: Для каких областей применения в автомобильной промышленности предназначен миллиметровый радар компании Linpowave?
Радар Linpowave mmWave используется для обнаружения объектов в салоне автомобиля и для автоматической парковки с помощью систем ADAS.