第2章 智能网联汽车智能传感器技术

➢ （5）抗干扰能力强，一般工作在高频段，而周围噪声和干 扰处于中低频区，基本上不会影响毫米波雷达的正常运行
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2.2 毫米波雷达——特点
目标的最小距离间隔。 ➢ （3）距离灵敏度——单目标的距离变化时，可探测的最小
绝对变化距离值。 ➢ （4）距离测量精度——测量单目标时，目标距离的测量值
与其真值之差。 ➢ （5）最大探测速度——能够探测目标的最大速度。
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➢ （1）毫米波雷达是利用目标对电磁波的反射来发 现并测定目标位置，而充满杂波的外部环境给毫米 波雷达感知带来经常带来虚警问题。
➢ （2）覆盖区域呈扇形，有盲点区域。
➢ （3）无法识别交通标志和交通信号灯。
➢ （4）无法识别道路标线。
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➢ （4）超声波雷达抗环境干扰能力强，对天气变化不敏感。
➢ （5）超声波雷达可在室内、黑暗中使用。
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2.1 超声波雷达——特点
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2.2 毫米波雷达——工作过程
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2.2 毫米波雷达——测量原理
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2.2 毫米波雷达——测量原理
因此，超声波雷达必须满足工作温度的要求。工作
温度一般要求-30℃~+80℃。
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2.1 超声波雷达——产品
➢ 驻车辅助
传感器（UPA）
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2.2 毫米波雷达——特点
➢ （1）探测距离远，可达200m以上。
➢ （2）探测性能好，金属电磁反射强，其探测不受颜色与温 度的影响。
➢ （3）响应速度快，传播速度与光速一样，可以快速地测量 出目标的距离、速度和角度等信息。
➢ （4）适应能力强。毫米波具有很强的穿透能力，在雨、雪 、大雾等恶劣天气依然可以正常工作。
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第2章 智能网联汽车智能传感器技术
➢2.1 超声波雷达
➢2.2 毫米波雷达
➢2.3 激光雷达
➢2.4 视觉传感器
➢2.5 传感器融合技术
和超声波（f>20kHz）。声波是人耳能听到的声音
；次声波和超声波是人耳听不到的声音。
➢ 超声波雷达也称超声波传感器，它是利用超声波特 性研制而成，是在超声波频率范围内将交变的电信 号转换成声信号或将外界声场中的声信号转换为电 信号的能量转换器件。
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2.1 超声波雷达——技术参数
➢ 4．工作频率——发射频率要求是40±2kHz，这样
传感器方向性尖锐，且避开了噪声，提高了信噪比。
➢ 5.工作温度——由于超声波雷达应用广泛，有的应
用场景要求温度很高，有的应用场景要求温度很低，
➢2.6 智能传感器配置实例
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2.2 毫米波雷达——技术参数
➢ （11）角度灵敏度——单目标的角度变化时，可探测的最 小绝对变化角度值。
➢ （12）角度测量精度——测量单目标时，目标角度的测量 值与其真值之差。
➢ （13）识别率——正确识别目标信息的程度。 ➢ （14）误检率——将目标识别为一个错误目标的比例。 ➢ （15）漏检率——未能识别目标报文的比例。
与其真值之差。 ➢ （9）视场角——有效识别目标的探测范围，分为水平视场
角和垂直视场角。 ➢ （10）角度分辨率——在规定条件下，能区分左右临近两
个目标的最小角度间隔。
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2.1 超声波雷达——特点
➢ （1）超声波雷达的频率都相对固定，例如汽车上用的超声
波雷达，频率有40kHz、48kHz和58kHz等，频率不同，探
测的范围也不同。
➢ （2）超声波雷达结构简单，体积小，成本低，信息处理简
单可靠，易于小型化与集成化，并且可以进行பைடு நூலகம்时控制。
➢ （3）超声波雷达灵敏度较高。
➢ 毫米波雷达是工作在毫米波频段的雷达，它通过发射与接收 高频电磁波来探测目标，后端信号处理模块利用回波信号计 算出目标的距离、速度和角度等信息
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2.1 超声波雷达——技术参数
➢ 1．测量距离——取决于其使用的波长和频率；波长越长，
频率越小，测量距离越大。测量汽车前后障碍物的短距超声
上。在有效的检测距离内，发射头发射特定频率的超声波，
遇到检测面反射部分超声波；接收头接收返回的超声波，由
芯片记录声波的往返时间，并计算出距离值；超声波雷达可
以通过模拟接口和IIC接口两种方式将数据传输给控制单元
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2.2 毫米波雷达——组成
➢ 在工作状态时，发射模块通过天线将电信号（电能）转化为 电磁波发出；接收模块接收到射频信号后，将射频电信号转 换为低频信号；再由信号处理模块从信号中获取距离、速度 和角度等信息。
➢ 必要条件还在于 软件算法的实现。
➢ （1）探测距离短，一般为3~5m，因此应用范围受到限制。
➢ （2）适合于低速，在速度很高的情况下测量距离具有一定
的局限性。
➢ （3）超声波有一定的扩散角，只能测量距离，不可以测量
方位，所以只能在低速时使用，而且必须在汽车的前、后保
险杠不同方位上安装多个超声波雷达。
➢ （4）对于低矮、圆锥、过细的障碍物或者沟坎，超声波雷
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达不容易探测到。
➢ （5）超声波雷达存在盲区。
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2.1 超声波雷达——组成
➢ 超声波雷达内部有一个发射头和一个接收头，安装在同一面
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2.1 超声波雷达——技术参数
3．探测角度——水平视场角和垂直视场角。
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波雷达测量距离一般为0.15~2.50m；安装在汽车侧面、用于
测量侧方障碍物距离的长距超声波雷达测量距离一般为
0.30~5.0m。
➢ 2．测量精度——传感器测量值与真实值的偏差。超声波雷
达测量精度主要受被测物体体积、表面形状、表面材料等影
响。测量精度越高，感知信息越可靠。测量精度要求在
±10cm以内。
0.15~2.5m ➢ 泊车辅助
传感器（APA）
0.3~5m
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2.1 超声波雷达——应用
➢ 自动泊车辅助系统——SAE L2级
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2.1 超声波雷达——原理
➢ 发射头发出的超声波脉冲，经媒质（空气）传到障碍物表面，
反射后通过媒质（空气）传到接收头，测出超声脉冲从发射
到接收所需的时间，根据媒质中的声速，求得从探头到障碍
物表面之间的距离。
➢L＝vt/2
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2.1 超声波雷达——定义
➢超声波雷达在汽车上经常用于倒车，所以也称倒车
雷达
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2.1 超声波雷达——定义
➢ 声波是一种在气体、液体、固体中传播的弹性波。
分为次声波（f＜20Hz）、声波（20Hz≤f≤20kHz）
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2.2 毫米波雷达——技术参数
➢ （1）最大探测距离——所能检测目标的最大距离。 ➢ （2）距离分辨率——在规定条件下，能区分前后临近两个
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2.2 毫米波雷达——技术参数
➢ （6）速度分辨率——区分两个同一位置的目标速度的能力 ➢ （7）速度灵敏度——单目标的速度变化时，可探测的最小
绝对变化速度值。 ➢ （8）速度测量精度——测量单目标时，目标速度的测量值
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2. 2 毫米波雷达——定义
➢ 毫 米 波 是 指 波 长 为 1~10mm 的 电 磁 波 ， 对 应 的 频 率 范 围 为 30~300GHz。
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2.2 毫米波雷达——测量原理
➢ 多普勒效应是当目标相对于辐射源发生运动时，目 标对回波信号产生调制作用从而使回波信号中心频
率发生偏移的现象
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