雷达技术在汽车防撞安全系统的应用
如何提高汽车安全性中雷达系统的应用
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测距技 术 防撞 雷 达 文献标 识码 ： Ａ
驾驶负半秒钟的预处理时间， 则可分别减少追尾事故的３％， ０ 路面相关事故的５％， ０ 迎面撞车事故的６％， ０ 所以现代汽车安装各类雷达系统以保障行车安全。
［ 关键词 ］ 汽车 安 全性 中 图分类 号 ： ２ ３ Ｖ ４
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汽车安了雷达有什么用途
汽车安了雷达有什么用途雷达在汽车领域的应用非常广泛，主要用于实现车辆的自动感知、环境感知和智能驾驶等功能。
汽车安装雷达可以帮助提高行车安全、减少事故风险、改善驾驶体验、提升能源利用效率等等。
下面详细介绍雷达在汽车领域的用途。
1. 防撞和行车安全：雷达可以感知前方车辆、障碍物和行人等，及时发出警报，提醒驾驶员注意，并在必要时触发车辆自动刹车，避免碰撞事故的发生。
尤其在高速公路上，在驾驶员疲劳或注意力不集中的情况下，雷达可以发挥重要作用。
2. 自动巡航控制：雷达可以与自动巡航控制系统结合，通过感知前方车辆的距离和速度等信息，自动调整车辆的速度和跟车间距，实现自动跟车功能。
这种功能可以在高速公路上减轻驾驶员的工作负担，提高驾驶的舒适性和安全性。
3. 车道保持辅助系统：通过车载雷达感知车辆在车道内的位置和车辆与车道边界的相对位置，辅助车辆保持在正确的车道内行驶。
当车辆偏离车道或准备变换车道时，雷达可以发出警报提醒驾驶员，并在必要时自动纠正车辆的方向，提高车辆行驶的稳定性和安全性。
4. 盲区监测：有些汽车存在盲区，驾驶员无法直接观察到盲区内的情况，容易导致侧方碰撞。
通过在汽车的侧面安装雷达，并与盲区监测系统结合，可以感知盲区内的其他车辆和行人等，并发出警报提醒驾驶员注意。
5. 智能停车辅助：雷达可以感知车辆周围的环境，帮助驾驶员找到合适的停车位，并引导车辆准确停入停车位。
在狭小的停车空间或者夜晚等视线不好的情况下，雷达可以更加精确地感知到周围障碍物的距离，避免停车时的碰撞和刮擦。
6. 交通拥堵辅助：雷达可以感知道路上的其他车辆和行人等，获取实时的交通信息，并根据这些信息帮助驾驶员选择较为畅通的行驶路线，避免拥堵和交通事故。
7. 能源利用效率改善：雷达可以感知到车辆周围的实时路况和路面状况，根据这些信息智能地调整车辆的速度和操控，以实现最佳能源利用效率，减少能源浪费和碳排放。
总的来说，汽车安装雷达可以帮助提高行车安全性、减少交通事故的发生，提升驾驶体验和舒适性，减轻驾驶员的工作负担，改善交通效率和能源利用效率。
汽车雷达防撞
一．汽车防撞系统的定义及组成。
CCAS就是「Car Collision Avoidance System 」的简称，即为「汽车防撞系统」。
防撞雷达装置即汽车防撞系统，是防止汽车发生碰撞的一种智能装置。
它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其它障碍物体，发出警报或同时采取制动或规避等措施，以避免碰撞的发生。
防撞雷达装置主要由三个部分组成：（1）信号采集系统：采用雷达、激光、声纳等技术自动测出本车速度、前车速度以及两车之间的距离；（2）数据处理系统：计算机芯片对两车距离以及两车的瞬时相对速度进行处理后，判断两车的安全距离，如果两车车距小于安全距离，数据处理系统就会发出指令；（3）执行机构：负责实施数据处理系统发来的指令，发出警报，提醒司机刹车，如司机没有执行指令，执行机构将采取措施，比如关闭车窗、调整座椅位置、锁死方向盘、自动刹车等；防撞雷达装置高集成化、高智能化、高适应性：集声、光、电、机多方面的高科技组合。
智能化的处理器，识别处理指令速度远远高于人脑的最快反映速度。
适用于各种类型汽车的安装。
由于车祸事件日驱严重，所以近年来各国(尤以欧洲为主)，都在致力发展CCAS，但由于其成本高昂而未得到广泛的应用。
二．DSP（Digital Signal Processing）的介绍DSP是一种价格低廉但性能高的芯片,将接受到的讯号(从雷达那)转成数字讯给计算机,让计算机做距离等的运算判断,别于现在市面上的倒车雷达,它必须精密计算,并且自动煞车,此芯片也正朝自动驾驶迈进!DSP是微处理器的一种。
这种微处理器具有极高的处理速度。
DSP的出现使得极大的推动了汽车防撞雷达技术研究，使汽车防撞雷达系统在普通汽车中的实现和普及成为可能。
三．汽车防撞的几种探测方式目前汽车防撞系统按目标探测方式主要有激光、超声波、红外等一些测量方法，不同的目标探测方式其工作过程和原理有不同之处，但它们的主要目的都是通过前方返回的探测信息判断前方车辆和本车间的相对距离，并根据两车间的危险性程度做出相应的预防措施。
防撞雷达--汽车防碰撞系统的核心
传
输
从 ２ Ｏ世纪 ６ Ｏ年代 至 ７ Ｏ年代 末 期 ， 这 一 阶段 的特
点是 微波 理论 及其 器件 集成 水平 低 ，系 统硬 件成
本 高 。对 于 防撞雷 达 系统 的性 能要求 没有 客 观 的 标 准 ，因而各 国研 制 出 的防撞雷 达样 机 的应 用效
２ 发展历程
汽 车 防撞 雷 达 的研 究 始 于 ２ Ｏ世 纪 ６ ０年 代 ． 研 究 主要 在 以德 国 、美 国和 日本 为代 表 的发 达 国 家 内展 开 。２ ０ 世纪 ８ ０年 代 以来 ． 汽 车防撞 雷达 系 统 的开发研 究 活跃 起来 并持 续 到今 天 。防撞 雷达
在 汽车领 域， 考虑 到运行 环境 特殊 ， 对气 候 的 适应 能力和探 测距 离 的要求 ， 激 光测距 的应 用具 有局 限性 。主要 是 因为激 光测距 方式 受 恶劣 的 天
射 回来 ，发射 回来的电磁波被天线接收通过接收 机形 成 回波信 号 ，然 后将 回波 信号输 入 混频 器与 原先 的本振信号混频后得到差拍信号，差拍信号 中包含了前方车辆的相对距离信息和相对速度信 息 。然后将 差拍信 号经过放 大滤 波处理 ， 再经 Ａ ／ Ｄ
性有 着 至 关重要 的影 响 。本 文从 汽车 雷达 的研 究背景 、 发展 历 程 、 原理 分 类 、 以及
其在 汽 车 上 的应 用 等 方面 ， 对 汽 车 雷达进 行 了 简要 的综合 概 述 ， 在 此基 础 上分 析
并得 出汽 车防撞 雷达 未来 的发 展 方 向。
关 键词 ： 防撞 雷达 原理分 类 发 展趋 势
轻型 汽 车技 术
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基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统
基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统随着汽车智能化的快速发展，汽车开门防撞系统作为一项重要的安全功能得到了越来越多车辆的采用。
其中，基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统以其高精度、大范围和快速响应等特点，成为目前最为先进的技术之一。
汽车开门防撞系统的重要性不容忽视。
目前，汽车事故中很大一部分是由于开车门时发生的碰撞造成的。
特别是在繁忙的城市街道、停车场等地方，驾驶员与其他行人、自行车或其他车辆的接触频率较高。
传统的开门方式主要依赖人眼和车窗的视野来判断周围环境，但这并不能保证百分之百的安全。
因此，开发一种可靠的汽车开门防撞系统势在必行。
毫米波雷达是一种利用毫米波频段进行无线通信和探测的技术。
相比于红外线和超声波等传统的车辆探测技术，毫米波雷达具有更长的探测距离、更高的分辨率和更强的抗干扰能力。
这使得它成为汽车开门防撞系统的理想选择。
基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统主要由毫米波雷达传感器、控制器和警示装置组成。
毫米波雷达传感器作为系统的核心部件，可以实时监测车辆周围的环境状况，包括行人、车辆和障碍物等。
同时，它还可以识别这些目标物体的运动速度和方向，为后续的决策提供基础数据。
控制器则负责接收传感器的数据，并通过算法进行数据处理和分析，以判断是否存在开门碰撞的危险。
如果存在危险，警示装置将发出声音或闪光等信号，提醒驾驶员注意，并确保开门操作的安全。
基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统具有许多优点。
首先，它可以实时、准确地监测车辆周围的环境，无论天气条件如何，都能够正常工作。
其次，毫米波雷达具有高分辨率和强大的抗干扰能力，可以有效地识别出小型、低速运动的目标物体，避免误报和漏报的情况发生。
此外，系统的响应速度快，可以在驾驶员开门之前及时发出警报，提供更多时间做出安全决策。
最重要的是，基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统可以在各种复杂的交通环境中工作，为驾驶员和乘客提供全方位的安全保障。
浅谈倒车雷达系统的应用及发展
浅谈倒车雷达系统的应用及发展引言随着我国经济迅速发展，人们的生活水平不断提高，越来越多的人拥有自己的车，由此产生的交通问题也引起人们的重要关注。
主要针对拥挤的公路、街道、停车场等场所，加上存在视觉盲区，司机在倒车时无法看到车后的障碍物，容易刮伤汽车甚至发生交通事故等一些情况，汽车倒车雷达是一种旨在倒车防护的汽车防撞系统。
倒车事故发生的频率极高，已引起了社会和交通部门的高度重视。
倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，而倒车事故给车主带来许多麻烦。
倒车雷达的简介倒车雷达又称泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员扫除了视野死角和实现模糊的缺陷，提高了安全性。
一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车位保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。
探测原理倒车雷达是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。
探头装在后保险杠上，根据不同价格和品牌，探头有二、三、四、六只不等，分别管前后左右。
探头以45度角辐射，上下左右搜寻目标。
它最大的好处是能探索到那些低于保险杠而司机从后窗难以看见的障碍物，并报警，如花坛、蹲在车后玩耍的小孩等。
倒车雷达的显示器装在后视镜上，它不停地提醒司机车距后面物体还有多少距离，到危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，让司机停车。
挡位杆挂入倒挡时，倒车雷达自动开始工作，测距范围达1．5米左右，故在停车时，对司机很实用。
倒车雷达就相当于超声波探头，从整体上来说超声波探头可以分为两大类：一是用电气方式产生超生波，其二是用机械方式产生超声波，鉴于目前较为常用的是压电式超声波发生器，它有两个电晶片和一个共振板，当两极外加脉冲信号，它的频率等于压电晶片的固有震荡频率时，压力晶片将会发生共振，并带动共振板振动，将机械的能转为电信号的这一过程，这就成了超声波探头的工作原理。
汽车防撞预警系统工作原理
汽车防撞预警系统工作原理汽车防撞预警系统是现代汽车上一种非常重要的安全装置，其工作原理可简单分为四个步骤：感知，识别，警告和干预。
首先，汽车防撞预警系统通过采用前向或全向雷达、摄像头或激光雷达等传感器设备来感知周围环境和其他车辆。
这些传感器会不断扫描车辆前方和周围空间，获取到车辆的位置、速度和距离等信息。
接下来，系统会根据传感器获取的数据进行识别分析。
它使用先进的算法和机器学习技术，将感知到的车辆与预设的车辆模型进行比对，以确定它们的类型、行驶方向和速度等。
通过这样的识别分析，系统能够判断是否存在潜在的碰撞风险。
一旦系统识别到潜在的碰撞风险，它会立即通过警示器、震动座椅或者声音等方式向驾驶员发出警告。
这样的警告通常是即时的，以便驾驶员能够及时做出反应，采取避免碰撞的措施。
最后，如果驾驶员没有采取相应的措施，系统还可以进行干预。
例如，它可以通过自动制动系统，自动降低车速或者减小发动机输出功率，以便避免或者减轻碰撞的严重性。
汽车防撞预警系统的工作原理是基于先进的感知和识别技术，使得它能够准确地判断道路上潜在的碰撞风险。
通过及时发出警告信号和进行干预，它能够大大提升驾驶员的安全意识和驾驶反应能力，从而降低交通事故的风险。
对于驾驶员而言，正确使用汽车防撞预警系统非常重要。
首先，他们应该经常检查系统的工作状态，确保传感器和测试器均正常运行。
此外，驾驶员在行驶过程中要时刻关注系统的警告信息，并及时采取相应的措施。
最重要的是，驾驶员仍然需要保持集中注意力，遵守交通规则并保持安全驾驶。
总而言之，汽车防撞预警系统的工作原理是通过感知、识别、警告和干预等步骤来确保驾驶员在行驶过程中能够及时避免碰撞事故。
正确使用系统，加强安全意识和保持良好的驾驶习惯，将为驾驶员提供更安全的行驶体验。
调频连续波雷达及其在汽车防撞系统中的应用
０ 引言
在 我 国汽车数 量 逐 年增 加 ， 路 交通 安 全 问题 公
用 。汽车 防撞 雷达 按照 安装位 置 的不 同和需要 防护 避让 的 目标 不 同可 以分 为前 向雷达 、 倒车雷 达 、 向 侧
日益突 出 的情 况下 ， 切 需要 找 到一 种合 适 的汽 车 迫 主动 防撞 装置 ， 来 确保 行 车 安 全 。公路 交 通 汽 车 用 事故分 析表 明 ：０ 以 上 的车 祸是 由于 司 机反 应 不 ８％ 及时 或判 断失误造 成 的 ； 别 是 在汽 车 高 速行 驶 的 特 情况下 ， 方 目标 的正确 识别 至关重 要 ， 果 司机 能 前 如
提早 ０ ５秒 钟意识 到危 险并 采 取 措 施 ， 避免 迎 面 ． 可 碰撞事 故 ３ ％ ， ０ 追尾 事 故 ５ ％ ， 提早 １ 钟 采 取 ０ 若 秒
雷达 。汽车 主动 防撞 雷 达 主要 是 指 前 向雷 达 ， 具 它
有测 速 、 测距 以及 测角 的功能 ， 时具 有判 断 目标 车 同
ａ ｏ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ｍ ｓｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｖ ｉａ ｃ ｙｔ ｉ ｎｒ ｕ ｅ ． ｅ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｔ ｉ ｓ ｆｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｌ ａ ％ ａｅｙ；ａ ｔ ｃ ｌ ｓｏ ａ ａ ；Ｆ ｎ ｉ ｏｌ ｉｎ ｒ ｄ ｒ ＭＣ ；ｓ ｎ ｒ ｃ ｓｉ ｇ — ｉ Ｗ ｉ ａ ｐｏ ｅ ｓ ｇｌ ｎ
１ １ 脉 冲雷达 ．
措施则 绝 大 多数 事 故 可 避 免 Ｊ 。为 了最 大 限度 地 减少 汽车交 通事 故 ， 内外 已经 开始 对 毫 米 波雷 达 国 防撞 系统 进行 了研 究 ， 这是 因为 毫 米波 的特 性保 证
后 简单介 绍 了该 种 雷达在 国 内外 的发展 状况 以及在 汽车 防撞 系统 中的应 用。 关键 词 ：交 通安 全 ；防撞 雷达 ；调 频连续 波 ；信号处 理
防撞雷达--汽车防碰撞系统的核心
防撞雷达--汽车防碰撞系统的核心随着汽车的智能化和自动化程度不断提升，汽车防碰撞系统越来越受到人们的关注。
而防撞雷达则是汽车防碰撞系统中的核心部件之一。
本文将从防撞雷达的基本原理、不同类型、应用现状等方面展开论述。
一、防撞雷达的基本原理防撞雷达是一种利用无线电波实现距离检测的装置，其工作原理基于雷达信号的反射。
当发射的无线电波遇到障碍物并被反射回来后，系统通过测量反射信号的强度、频率和相位等参数计算出障碍物的距离和方位。
通过不断扫描周围环境，防撞雷达可以实时监测到汽车周围的障碍物，并根据其距离和方位发出警示或控制汽车的行驶路线，从而避免碰撞事故的发生。
二、不同类型的防撞雷达目前市场上常见的防撞雷达有超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达三种类型。
超声波雷达主要基于超声波的反射原理，具有响应速度快、成本低等特点，但其检测距离较短，且易受到环境噪声的干扰，因此在实际应用中受到了一定的限制。
毫米波雷达则利用毫米波信号实现距离测量，具有高精度、高灵敏度和抗干扰能力强等诸多优点，被广泛应用于自动驾驶汽车及其他智能化汽车领域。
激光雷达最大的优势是其精度非常高，可以实现高精度三维地图构建。
但由于成本较高，一般只被用于高档车型或自动驾驶领域等特定场合。
三、防撞雷达的应用现状近年来，随着智能化汽车的流行，防撞雷达的应用范围也越来越广泛。
目前，防撞雷达已成为主流汽车防碰撞系统的核心部件，且将在未来持续发挥着重要作用。
例如，在一些高端车型中，防撞雷达已经被用于实现自适应巡航和自动泊车等功能；在一些中低端车型中，防撞雷达也被广泛地应用于倒车雷达、前方障碍物检测等功能。
据统计，到2025年，全球汽车雷达市场规模将达到480亿美元，其中防撞雷达的市场份额将占据更大比例，可见其广泛应用的前景。
综上所述，防撞雷达作为汽车防碰撞系统的核心部件之一，具有重要意义。
其基本原理、不同类型以及应用现状的了解，将有助于我们更好地理解汽车防碰撞系统的工作原理，掌握防撞雷达的选型与应用技能，提高汽车的安全性和智能化程度。
汽车防撞预警系统原理
汽车防撞预警系统原理
汽车防撞预警系统是基于车辆周围环境感知技术和车辆动态参数的测量，通过实时采集和处理数据，提供驾驶员及时的预警信息，以避免碰撞事故的系统。
系统原理主要包括以下几个方面：
1. 环境感知技术：通过使用激光雷达、摄像头、超声波等传感器设备，对车辆周围的对象进行感知。
其中，激光雷达可以提供车辆周围的距离和速度信息，摄像头可以获取图像信息，超声波可以测量障碍物的距离。
2. 数据处理和分析：系统会对感知到的环境数据进行处理和分析，以识别和跟踪周围的对象，例如其他车辆、行人、障碍物等。
同时，系统会根据测量的车辆动态参数，如速度、加速度等，来评估车辆的运动状态。
3. 碰撞风险评估：通过对感知到的环境数据进行分析，系统可以评估车辆与周围对象的距离、速度差异等参数，以预测可能发生的碰撞风险。
系统会对预测的碰撞风险进行量化，并根据预设的警戒阈值确定是否预警驾驶员。
4. 预警信息显示：当系统检测到碰撞风险时，会向驾驶员发出预警信息，例如声音警示、闪烁警示灯、振动警示等。
预警信息应该具有明确、准确的提示内容，同时要避免对驾驶员的干扰和恐慌。
汽车防撞预警系统的原理是基于车辆感知和参数测量的数据处理和分析，通过评估碰撞风险并向驾驶员发出预警信息，提供及时的警示和避免碰撞事故的功能。
雷达防撞系统的工作原理
雷达防撞系统的工作原理
雷达防撞系统是一种以雷达技术为基础的车辆安全辅助系统，旨在帮助驾驶员避免碰撞和减少碰撞造成的损失。
其工作原理
主要包括三个方面：探测、分析和警示。
1.探测：雷达防撞系统利用高频电磁波（通常是微波）发射
器发射出来的电磁波，通过接收回波来探测车辆周围的障碍物。
通常，这种电磁波的频率在几十千赫兹至几百千赫兹之间，波
长较短，能够准确地检测到车辆周围的障碍物。
2.分析：当雷达防撞系统接收到回波信号后，会通过分析算
法来确定障碍物的位置、距离和速度等参数。
分析算法会对回
波信号的特征进行处理，通过计算来判断障碍物与车辆的相对
位置和运动状态。
基于这些信息，系统能够判断是否存在碰撞
风险，并提供相应的警示。
3.警示：当雷达防撞系统判断存在碰撞风险时，会通过声音、光线或震动等方式向驾驶员发出警示信号，以提醒驾驶员注意
前方的障碍物，并采取相应的避免碰撞的行动。
有些雷达防撞
系统还能够自动进行制动或转向操作，以进一步减少碰撞的风险。
总的来说，雷达防撞系统通过利用雷达技术进行周围环境的
探测和分析，以及向驾驶员发出警示信号的方式，能够提高车
辆的安全性，减少碰撞风险，保护驾驶员和乘客的生命安全。
它在汽车安全领域起到了重要的作用。
基于毫米波雷达的汽车主动巡航控制系统与防撞预警系统
连续波（ＬＦＭＣＷ）体制，连续波调频体制与脉冲雷达相比有
许多明显的优越性：
①可测量短距离，且能获得较高的测距精度和距离分
辨率。
②雷达接收机的带宽较窄，因此抗各种杂波干扰和噪
ＡＣＣ和ＣＷＳ的关键技术
作为应用于自动巡航系统和防撞预警系统的毫米波汽车
雷达，目前适用的主要有脉冲体制雷达、调频连续波（ＦＭ— ＣＷ）雷达两种雷达体制。脉冲体制的雷达应用于汽车，由于 测量距离很短，需要的发射脉冲非常窄，这将导致信号产生
的工作频段既要满足无线电频率管理，又不能与已用的某些
１０４４
ＳＡＥ—Ｃ２００７Ｅ６１６
道路情况相对比较简单的高速公路行车环境为例分析。当汽 车行驶在高速公路上时，公路上一般有左中右三条行车道，
道路本身可以是平直的，也可能存在转弯和上下斜坡，在高
以及系统工程化实现所面临的关键技术作了简单介绍。
速公路的两侧存在有安全护栏、树木、标识牌等物体。车辆
参考文献
Ｗａｉｔｅｒ Ｎａｇｙ，Ｊｏｓｅｐｈ Ｗｉｌｈｅｌｍ，ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ
Ｃｒｕｉｓｅ
Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＡＣＣ）系统是利用雷达系统探测周围信息，
并自行调节自车的行驶速度，从而实现以设定速度行驶的一 种电子控制装置。与前导车辆保持一定的距离，并自动跟 进。汽车在高速公路上长时间行驶时，打开该系统的自动操 纵开关后，恒速行驶装置将根据行车阻力自动增减节气门开 度，使汽车行驶速度保持一定，省去了驾驶员频繁地踩加速 踏板的动作，在汽车行驶时驾驶员只要把住转向盘即可，可 以减轻驾驶员长途行驶的疲劳，也减少了交通事故的发生。 同时由于巡航系统自动维持车速，避免了不必要的加速踏板
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着交通工具的普及和道路交通的日益繁忙，交通事故成为了一个不容忽视的问题。
为了降低交通事故的发生率，提高交通安全水平，汽车防撞预警系统应运而生。
而基于激光雷达的汽车防撞预警系统因其高精度、高可靠性等优点受到了广泛的关注。
1. 激光雷达技术的应用激光雷达是一种利用激光来测量目标距离、速度和方向的传感器。
它具有测距精度高、反应速度快、不受光照影响等优点，在汽车防撞预警系统中得到了广泛的应用。
激光雷达通过发射一束激光束，当激光束碰撞到障碍物时，激光束就会反射回来，通过检测激光束的反射时间和角度等信息，就可以确定障碍物的位置、距离以及速度等参数，从而实现对障碍物的检测和预警。
2. 汽车防撞预警系统的设计基于激光雷达的汽车防撞预警系统主要由激光雷达传感器、控制单元、驾驶员预警装置等部分组成。
激光雷达传感器负责实时监测车辆前方的道路情况，控制单元负责处理传感器采集的数据并进行分析，而驾驶员预警装置则负责向驾驶员发出预警信号。
整个系统通过这三个部分的协作，可以实现对车辆前方障碍物的及时监测和预警，从而帮助驾驶员避免碰撞事故的发生。
3. 实现过程在汽车防撞预警系统的实现过程中，需要克服一些技术难题。
首先是激光雷达传感器的精度和稳定性问题，由于激光雷达传感器需要在复杂的道路环境中工作，因此需要保证传感器具有足够的精度和稳定性来应对各种复杂情况。
其次是控制单元的算法设计和实时性要求，算法要能够对传感器采集的数据进行实时处理和分析，并且能够准确地对障碍物进行识别和预警。
最后是驾驶员预警装置的设计和人机交互性能，预警装置需要能够准确地向驾驶员发出预警信号，并且要求操作简单、易懂，不会影响驾驶员的正常驾驶。
4. 系统测试为了验证汽车防撞预警系统的可靠性，需要进行一系列的系统测试。
首先是在实验室中对系统的各个部分进行功能测试，包括激光雷达传感器的测距精度、控制单元的数据处理能力、以及驾驶员预警装置的预警效果等。
雷达技术在汽车防撞安全系统的应用
雷达技术在汽车防撞安全系统的应用摘要：随着时代的发展以及人民生活水平的提高，我国的汽车保有量逐年递增，截至2020年末，已经达到了24393万辆。
汽车在带给人们出行便利的同时，驾驶人与乘坐人的安全问题也日益凸显。
汽车碰撞在交通安全事故中占有重大比重，相关数据报告显示，如果在汽车发生碰撞的前一秒做出安全预警，可以减少大约九成的汽车碰撞安全事故。
因此如何运用现代化技术提升汽车行驶的安全性，成为人们重点关注的问题，本文就针对雷达技术在汽车防撞安全系统中的应用进行研究与分析。
关键词：雷达技术；汽车防撞；安全系统；应用1.应用现状相比于西方发达国家，我国汽车工业起步较慢，对于新兴技术的应用也相对落后。
就目前状况而言，我国雷达技术在汽车防撞安全系统中的应用仍然处于初期起步阶段，急需发展与完善。
在汽车防撞系统领域，我国当前的研究方向主要集中于微电子与毫米波技术，目前喇叭天线与波导结构的收发前端已经在汽车防撞领域中有了一定程度的应用。
除此之外，对于平面天线、前端集成化、网络数据库存储与处理技术的研究也在逐步深化，这些技术的发展与逐步完善为雷达技术的进一步提升与应用提供了有效的助力[1]。
总而言之，我国对于汽车防撞安全系统的研究日益深入，如何将雷达技术科学有效运用于系统中是汽车安全领域重要的发展方向。
1.应用意义雷达技术是一种新兴的技术，在汽车防撞安全系统中雷达技术的实现主要依托于雷达装置、超声波、红外线以及信号接收器，在特定的环境下，雷达装置会发出安全预警信号，并在此基础之上通过超声波与红外线等向驾驶人发出预警，以便驾驶员做出提前反应。
雷达技术在汽车防撞安全系统中的应用主要有三大特点，分别为安全性、全天性与准确性。
即使是在暴风雨、强光、大雾等恶劣天气下，雷达技术依然能够及时且准确地向驾驶员发出安全预警；同时，雷达技术本身具备很强的抗干扰性，在电磁波、无线信号以及强噪声的环境之下，雷达技术依然能够保证运行的稳定性[2]。
汽车防撞雷达原理
汽车防撞雷达原理
汽车防撞雷达是一种用于提供安全驾驶辅助功能的设备，它的原理基于雷达技术。
雷达是一种利用电磁波进行探测和测距的技术，通过发射和接收电磁波来检测周围物体的距离和速度。
汽车防撞雷达通常使用微波雷达技术，通过发射微波信号并测量信号的回波时间来计算物体与车辆的距离。
雷达发射器产生的微波信号会向周围环境发射，当这些信号遇到物体时会反射回来。
雷达接收器会接收这些回波信号，并分析信号的时间差来计算物体与车辆的距离。
为了实现防撞功能，汽车防撞雷达通常会在车辆周围的重要部位安装多个雷达传感器。
这些传感器可以覆盖车辆前方、后方、侧方等区域，实时监测周围物体的距离和速度。
当雷达传感器检测到周围物体与车辆的距离过近或速度过快时，会通过车辆的电子控制单元（ECU）发送信号进行预警或采取相应措施。
例如，当车辆前方出现障碍物时，汽车防撞雷达可以发出声音或闪烁警示灯来提醒驾驶员注意。
一些高级的防撞雷达系统还可通过自动制动或调整车速来避免碰撞。
汽车防撞雷达的原理是基于微波雷达技术，通过测量微波信号的回波时间来计算物体与车辆的距离。
它可以提供及时准确的距离和速度信息，帮助驾驶员保持安全驾驶距离，减少交通事故的发生。
提高汽车安全性中雷达系统的应用
刊、 艺春 （ 鸡西市 客运总站）
摘要： 为保障汽车驾驶时的舒适陛和安全ｌ 世界各国对汽车防撞技术的研 可 靠性 提 出 了较 高 的要 求 ， 体 积 也 受到 了一定 的限 制 ， 陛， 其 同时 还 要考
究 和发展 投入 了大量 的 人力 、 物力 和财 力。 统计 ， 据 危险境 况 时 ， 果能 给驾 因素。这些决定 了其光源只能采用半导
半秒钟的预处理时间， 则可分别减少追尾事故 的３ ％， ０ 路面相关事故的 ５ ％， ０ 迎 体激 光 器 。 目前 ， 在汽 车 上 ， 述 各种 激 光 雷达 测 距 仪均 有应 用 ， 上 但成 面 撞车事 故 的 ６ ％ ， 以现代汽 车安 装各 类雷达 系统 以保 障行 车安 全。 ０ 所 象 式激 光 雷 达还 在 进 一 步研 究 之 中 。 关 键 词 ： 车 安 全 性 测距 技 术 防 撞 雷达 汽
０ 引言
３２ ＿１防碰撞预警探测系统 该系统采用 ７ Ｇ Ｚ的微波雷达传感 ． ６Ｈ 它 利用 超 声 探测 原 理 ， 司 机倒 车 时 ， 在 能正 确 的 从数 码 显 示 器上 器， 能探测距离车辆前方 １ ０ 以上的物体 ， ｍ ５ 不受车辆行驶速度 的影响。 了解 汽 车尾 部 与 障碍 物 之 间 的距 离 。 当测 距 显 示 小于 报 警 距 离 时 ， 还 它能根 据所测 出 的障碍物 与本车辆 的距离 ，给 司机发 出不 同的警告 ， 如 能准确 报警 ， 及时提 醒司机刹车。超声 波一般指频率在 ２ ｋ ｚ以上 司机对 发 出的视 觉 闪光警 告 未作 出反应 ，能 立 即发 出蜂鸣 声或 响铃报 ０Ｈ 的机械 波 ， 有 穿 透性 较 强 、 减 小 、 射 能 力 强等 特 点 。 声 波 测距 警。如 车辆在 行驶状 态时 ， 具 衰 反 超 即能 自动 工作 ， 少前面碰 撞的危 险。 可减 仪 器 一般 由发 射器 、 收器 和 信号 处理 装 置三 部分 组成 。工 作 时 ， 接 超 ３２２ 防 侧 面 （ 右 两 边 ） 撞 预 警 探 测 系统 该 系统 采 用 微 波 －＿ 左 碰 声 波 发 射器 不 断 发 出一 系列 连 续 的 脉 ； 中，并 给 测量 逻 辑 电路提 供 一 雷达 探 测 行 驶在 盲 区 内的车 辆 及 警告 司机 注 意车 道 左 右 两 旁的 车辆 个 短 脉 冲。 声 波 接 收器 则 在 接 收到 遇 障碍 物反 射 回来 的反 射 波 后 ， 和 行人 的距离等。 超 当车辆在正常行驶状态时， 该侧面探测预警系统会 也向测量逻辑电路提供 一个短脉； 中。最后 由信号处理装置对接收的 自动工作 ， 它不会对 雷达探测器及其他电子 系统造成干扰。 信号依据时间差进行处理 ， 自动计算出车与障碍物之间的距离。 超声 ３２ 防后部碰 撞预警探测系统 该系统采用微波雷达探测车辆 ＿３ ． 波 测距 原 理 简 单 ， 本 低 、 成 制作 方便 ， 其 在 高 速 行 驶 的 汽 车 上 的 应 后部司机看不到区域内障碍物体 （ 但 固定 的或移动 的 ）探测距离为 ５ ， ｍ 用 有一 定局 限性 ， 是 因 为超 声 波 的传 输 速 度 受 天气 影 响 较 大 ， 同 以内， 这 不 当车辆正常行驶时也会 自动工作 ， 能测 出后面跟随车辆的距离， 的 天气 条件 下传 播 速度 不一 样 ； 一 方面 是 对 于远 距 离 的障碍 物 ， 另 由 提供 警 告 预防 后部 车辆 碰 撞 。 它为倒 车和 停车 泊 位提 供 了帮助 。 于 反 射 波过 于 微 弱 ， 使得 灵敏 度 下 降 。 故超 声 波 测 距 一般 应 用 在短 距 ３３ 碰 撞 干 预 预 警 系统 （ ｏＩ ｉ ｎｅｖ ｎｉｎ Ｓ ｓｅ ． Ｃ ｌ ｏ ｌｔｒｅ ｔ ｙ ｔｍｓ） ｉ ｎ ｓ ｏ 该 离测距 ， 最佳距离 为 ４ ～５米， 一般 应用在汽车倒车防撞系统上。 系 统通 过 微 波 雷达 探测 系统 ， 向司 机 发 出预 警后 ， 司机 如 未 能及 时采 ２ 毫米 波 雷 达 长距 离 测 距 取 措施 ， 系统 就 能通 过 发 动 机 的 节气 门控 制和 有 限制动 ， 使车 辆 自动 为 了更 好 的 适应 道 路 交 通状 况 ， 决 盲 区视 野 问题 ， 日本和 美 减 速 ， 解 在 直至 车 辆 停 驶 。 外 ， 系统还 能 自动 控 制转 向 ， 助 司机 将车 另 该 帮 国 开展 了大 量 的工 作 。如 应 用 毫米 波 雷达 Ｃ Ｄ摄 像检 测 交 通 状 况 ， 辆行驶在正确的车道上， Ｃ 这对女性驾驶 汽车提供 了很多方便 。１９ ９９ 根据 危 险程度 改变 直 观信 号 的音调 、颜 色 和 位置 ，并 在显 示 器 中显 绅 宝 ９ ５型 轿车 因此 销售 量 大 幅 度 上升 。 — 示 。 实现 高 度 智 能化 ， 大 的 改 善车 辆 的 安全 性 。 极 ４ 高 招 度 的摄 像 系统 测 距 雷 达 是利 用 目标对 电磁 波 反 射来 发 现 目标并 测 定 其位 置 的。 汽 Ｃ Ｄ摄 像 机 是 一 种 用 来 模 拟 人 眼 的 光 电探 测 器 。 它 具 有 尺 寸 Ｃ 车上应 用的雷达采用 的是 ３ ＧＨ ０ ｚ以上的毫米波雷达 。毫米波频率 小 、 质量轻、 功耗小、 噪声低 、 动态范围大、 光计量准确、 其线扫描输出 高 、 长短 ， 方面 可缩 小 从 天 线 辐 射 的 电磁 波 射 束 角 幅 度 ， 而 减 的 光 电信 号 有 利 于后 续 信 号 处理 等 优 良特性 ，在 汽车 行 业 也得 到 了 波 一 从 少 由于 不 需要 的 反 射所 引起 的误 动 作 和 干扰 ，另 一 方面 由于 多普 勒 广 泛 的应 用 。 用 面 阵 Ｃ Ｄ， 获 得被 测 视 野 的二 维 图像 ， 无 法确 利 Ｃ 可 但 频 移 大 ， 对速 度 的 测 量精 度 高 。在 汽车 上应 用 毫 米 波 雷达 测 距 ， 相 探 定 与 被测 物 体 之 间 的 距 离 。 只 使 用 一 个 Ｃ Ｄ摄 像 机 的系 统 称 为 单 Ｃ 测 性 能稳 定 ， 境 适 应性 能 好 。 环 目摄 像 系统 ， 汽 车上 常用 于 倒 车后 视 系 统 ， 在 辅助 驾 驶 员获 得 后视 死 ３ 激 光测 距 角信 息 ， 以避 免 倒 车 撞 物。 为 获 得 目标 三 维信 息 ， 拟 人 的双 且视觉 模 激 光 测距 装置 是 一 种 光子 雷 达 系统 ，它 具有 测 量 时 间短 、 量 程 原理 ， 利用 间隔 固 定 的两 台摄像 机 同时 对 同一 景 物成 象 ， 过 对 这两 通 大、 精度高等优点， 在许 多领域得到了广泛应用。 目前在汽车上应用 幅图像进行计 算机分析处理 ， 即可确定视野 中每个物体的三维坐标 ， 较广 的激 光 测 距 系统 可 分 为 非成 象式 激 光 雷达 和 成 象式 激 光 雷达 。 这一系统称 为双 目摄像 系统。 目摄像系统模仿人体视觉原理 ， 双 测量 非成 象 式激 光 雷 达 根据 激 光 束 传播 时间 确 定距 离 。 的工 作原 理 是 精度高。但 目前价格较 高， 它 同时由于受软件和硬件的制约 ， 象速度 成 从高功率窄脉冲激光器发出的激光脉冲经发射物镜聚焦成一定形状 较 慢 。 随着 计 算 机 软硬 件 性 能 的提 高 ， 终 将得 到广 泛 应用 。 最 的光 束 后 ， 扫 描 镜 左 右扫 描 ， 空 间 发 射 ， 射在 前 方车 辆 或其 他 用 向 照 目前 ，在 国 外 已有 一 些 汽 车厂 家推 出 了 可根 据 路况 控 制车 速 的 目标 上 ， 反 射 光 经 扫描 镜 、 收 物 镜 及 回 输 光 纤 ， 导 入 到 信 号 处 装置 ， 其 接 被 如新款奔驰 Ｓ系列 高级轿车装备 了安全距离 自动控制雷达系 理装置内光 电二极管 ，利 用计数器计数激光二极 管启动脉； 中与光 电 统 ， 不仅可 自动调节车速 ， 能根据的速确定与前车的距离。新系统 还 二 极 管 的接 收脉 冲 间的 时 间差 ， 即可 求 得 目标 距 离 。 用 扫 描镜 系统 在汽车后视镜 背后装置 了两台微型摄像机 以充当“ 利 眼睛” 。两 台摄像 中的位置探测器测定反射镜 的角度 即可测出 目标 的方位。 机指 向汽车前 方， 其间距与人 自然 间距接近， 可提供汽车前 方交通情 成 象 式激 光 雷 达 又 可 分为 扫描 成 象 激 光 雷达 和 非 扫 描成 象激 光 况的三维图象。 通过对 比， 电脑系统对汽车在道路上所处的位置以及 雷达 。 描成 象激 光 雷达 把 激光 雷达 同 二维 光 学 扫描 镜 结 合 起 来 ， 扫 利 周围的路况等进行判断， 然后通过传动装置对汽车的方向盘、 油门或 用扫 描 器控 制 激
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现一、激光雷达汽车防撞预警系统的原理激光雷达是一种通过测量光的时间差来确定目标距离的传感器。
在汽车防撞预警系统中，激光雷达主要用来探测前方障碍物的距离和速度，从而实现对潜在碰撞危险的监测和预警。
激光雷达汽车防撞预警系统的工作原理如下：当汽车发动机启动后，激光雷达系统开始工作，通过激光发射器发出一束激光，在宽度范围内扫描前方的障碍物。
当激光束遇到障碍物时，一部分激光会被反射回来，激光雷达系统通过接收器接收反射回来的激光，并通过测量激光的时间差来确定障碍物的距离和速度。
系统会将这些数据与车辆自身的速度和加速度等信息结合起来，通过算法分析得出可能的碰撞危险，并及时做出警告或者自动刹车等措施，从而避免碰撞事故的发生。
1. 系统硬件设计激光雷达汽车防撞预警系统的硬件主要包括激光发射器、接收器、信号处理器、控制器等组成部分。
激光发射器用于产生激光束，接收器用于接收反射回来的激光，信号处理器用于对接收到的激光信号进行处理，控制器用于系统的整体控制和数据处理。
在设计时，需要根据汽车的实际情况和需要，选择合适的硬件设备，并设计相应的电路和系统结构。
激光雷达汽车防撞预警系统的软件设计包括激光雷达信号处理算法、碰撞检测算法、预警系统算法等。
激光雷达信号处理算法主要用于对接收到的激光信号进行滤波、增强和去噪等处理，以提高系统的性能和稳定性。
碰撞检测算法主要用于对处理后的激光信号进行分析，判断潜在的碰撞危险。
预警系统算法主要用于根据检测到的碰撞危险，做出相应的警告和控制决策。
软件设计时需要根据系统的实际需求和硬件设备的特点，选择合适的算法，并进行相应的优化和调试，以确保系统的准确性和稳定性。
3. 系统集成与测试在硬件和软件设计完成后，需要对系统进行集成和测试。
集成阶段主要包括硬件设备的安装和连接，软件的加载和配置等。
测试阶段主要包括系统的功能测试、性能测试和稳定性测试等。
通过集成和测试，可以发现和解决系统中可能存在的问题，确保系统能够正常工作和达到预期的效果。
防撞雷达资料
防撞雷达
在当今社会，交通事故时有发生，其中大部分是因为驾驶员的疏忽或者忽视周
围环境造成的。
为了减少交通事故的发生，防撞雷达技术应运而生。
防撞雷达是一种利用射频波或者激光等技术，能够监测车辆周围环境并及时发出警报以避免碰撞的装置。
防撞雷达的工作原理
防撞雷达通过发送高频射频波或者激光，然后接收这些波的回波来确定周围物
体的位置和距离。
当雷达探测到前方有障碍物时，会及时向驾驶员发出警告信号，提醒驾驶员及时减速或者采取其他措施来避免碰撞。
防撞雷达的优势
1.提高驾驶安全性：防撞雷达可以及时监测车辆周围环境，有效减少
碰撞事故的发生。
2.减少人为疏忽：即使驾驶员疲劳或者精神不集中，防撞雷达也可以
及时发出警告信号，提醒驾驶员注意前方情况。
3.减少维修费用：防撞雷达可以避免车辆受到碰撞而造成的损坏，减
少维修费用和修理时间。
防撞雷达的发展趋势
随着汽车行业的不断发展，防撞雷达技术也在不断升级和改进。
未来，我们可
以期待防撞雷达能够更加智能化，能够通过与其他传感器和系统的结合，实现更加精准的监测和预测，从而进一步提高驾驶安全性。
结语
防撞雷达作为一项重要的安全技术，对于提高驾驶安全性，减少交通事故具有
重要意义。
在驾驶过程中，我们应当认真关注防撞雷达发出的警告信号，保持警惕，做到安全驾驶，避免不必要的事故发生。
愿我们的行车之路更加安全，更加畅通！。
毫米波雷达技术及在汽车中的应用探讨
毫米波雷达技术及在汽车中的应用探讨刘祖柏（云南交通运输职业学院,云南 安宁 650300）摘 要：毫米波雷达“全天候全天时”工作的超强能力，可穿透尘雾、雨雪、不受恶劣天气影响，且价格低廉，成为了汽车ADAS不可或缺的核心传感器之一。
毫米波雷达相比于激光有更强的穿透性，能够轻松地穿透保险杠上的塑料，因此常被安装在汽车的保险杠内。
这也是为什么很多具备ACC的车上明明有毫米波雷达，却很难从外观上发现它们的原因。
关键词：毫米波雷达；汽车；应用1 毫米波雷达 雷达，无线电探测和测距。
雷达的基本任务是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探测感兴趣的距离、方向、速度等状态参数。
按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。
毫米波，是指长度在1~10mm、频率在30~300GHz的电磁波，由于其波长在毫米量级，因此处于该频率范围的电磁波也被工程师们称为毫米波。
根据波的传播理论，频率越高，波长越短，分辨率越高，穿透能力越强，但在传播过程的损耗也越大，传输距离越短；相对地，频率越低，波长越长，绕射能力越强，传输距离越远。
与微波相比，毫米波的分辨率高、指向性好、抗干扰能力强和探测性能好。
与红外相比，毫米波的大气衰减小、对烟雾灰尘具有更好的穿透性、受天气影响小。
这些特质决定了毫米波雷达具有全天候的工作能力。
为了推进自动驾驶技术的发展，同时要解决摄像机测距、测速不够精确的问题。
工程师们选择了性价比更高的毫米波雷达作为测距和测速的传感器。
毫米波雷达不仅拥有成本适中的特点，而且能够完美处理激光雷达所处理不了的沙尘天气。
2 毫米波雷达的分类 应用在汽车驾驶辅助的毫米波雷达主要有3个频段，分别是24GHz，77GHz和79GHz。
不同频段的毫米波雷达有着不同的性能和成本。
2.1 短距离雷达 频段在24GHz左右的雷达,处在该频段上的雷达的检测距离有限，因此常用于检测近处的障碍物,在自动驾驶系统中常用于感知车辆近处的障碍物，为换道决策提供感知信息。
汽车智能测距防撞系统设计
汽车智能测距防撞系统设计引言汽车智能测距防撞系统是一种能够帮助司机防止与前方车辆碰撞的技术。
随着交通事故的不断增加和汽车平安意识的提高，汽车智能测距防撞系统变得越来越重要。
本文将介绍汽车智能测距防撞系统的设计。
系统原理汽车智能测距防撞系统基于雷达技术，通过发射和接收无线电波来测量与前方车辆的距离，并根据测量结果提供警告或自动制动。
系统主要由三个主要组件组成：传感器、处理器和警告/制动装置。
1.传感器：系统使用雷达传感器来测量与前方车辆的距离。
传感器发射无线电波并接收其反射，然后根据反射的时间和速度计算距离和相对速度。
2.处理器：传感器收集到的数据将传输到处理器进行处理。
处理器使用算法来分析数据并确定与前方车辆的距离和速度。
如果距离过近或速度差异较大，那么处理器将触发警告或自动制动。
3.警告/制动装置：警告装置可以通过声音、光线或振动等方式向司机发出警告。
如果距离过近或速度差异过大，系统还可以自动制动来减少碰撞的风险。
系统设计为了实现高效的汽车智能测距防撞系统，需要考虑以下设计方面：1. 传感器选择选择适宜的传感器对系统的性能至关重要。
雷达传感器是智能测距防撞系统的常用选择，因为它们能够提供准确的距离和速度测量。
此外，传感器的价格、尺寸、功耗和可靠性也需要考虑。
2. 数据处理算法设计高效的数据处理算法可以提高系统的性能。
处理器需要能够快速准确地分析传感器收集的数据，并根据距离和速度计算结果来触发适当的警告或制动。
算法的优化可以减少计算时间，提高系统的实时性。
3. 警告装置设计警告装置应该能够有效地向司机传达警告信息，以便及时采取防止碰撞的行动。
声音、光线和振动等方式可以结合使用，以适应不同驾驶环境和司机的需求。
4. 自动制动设计当距离过近或速度差异较大时，系统应该能够触发自动制动来减少碰撞风险。
自动制动系统应该具备灵敏度高、反响快的特点，确保在紧急情况下能够准确地控制车辆速度。
5. 系统集成最后，将传感器、处理器、警告/制动装置等组件集成在一起是实现一个完整的汽车智能测距防撞系统的关键。
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ft f 0
df f t f0 t dt Tm / 4
fr f0
4 f 2R (t ) T c
8fR Tm c 式(1)
差频 f b 为:
fb ft f r
调制频率处于下降阶段的半个周期内, df / dt 的值小于零, f r 大于 ft ,但是两个信号的频率差依然满足式(1)。 然而与雷达相距为 R的目标返回的电磁信号,在时间上忽略掉 2 R0 / c 这段时间之后(在 2 R0 / c 区间当中出现的差频频率分量很小)余下的这部分差频是一 个固定值。 因此在三角波调制的 Tm 的时间内差频均值 f bav 有:
1 汽车防撞雷达发展历程
国外对毫米波汽车防撞雷达的研究始于20世纪60年代,研究主 要以美国、 德国和日本为代表的发达国家内展开。 截止目前,从时间 上大致可分为两个阶段。 第一阶段:从20世纪60年代至70年代末期,此阶段的特点是微 波理论水平较低,电子器件集成技术落后,系统加工成本高,各国对 于防撞雷达的性能要求缺少统一的标准,各国研制出的防撞雷达样 机的应用效果差异较大。 1969年,英国Lucas公司研制出中心频率为 24GHz的FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave,调 频连续波)毫米波雷达,但由于技术的限制,雷达尺寸较大,受当时微
P x , y, C (
i 1 n
p
i
) 1
1
1
n
pi
Байду номын сангаас
。
mn
因此,传感器节点集C所覆盖的像素面积之和就是该节点集中 所有节点覆盖像素点的并集,记为Sarea,则 Sarea P x , y,Cdxdy。 无线传感
0 0
网络节点部署的优化目标是使网络的覆盖率最大, 即 定义适应值函数如下: fitnessfun x max 。 当 Sarea m n 。
4f 2R (t ) Tm c f d 表示多普勒频率,正号表示三角波调制信号前半周斜率为正 的方面, 负号表示三角波 调制信号后半 周斜率为负的 方面。 当 fd fbar 时,获得的差频为: fr f0 fd
fb f t f r
8f R fd Tm c
c fb f b 8f 2 f m 如果测量得到 fb 和 f b 的值,便可通过计算得到运动目标径 向速度: R
v / 4( f b f b )
4 汽车防撞雷达技术突破方向
· · · · · · 下转第17页
2015年5月下 第10期 总第214期
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China Science & Technology Overview
2 汽车主动防撞预警系统构成
汽车主动防撞预警系统所采集的信息包括自车信息和前方目 标信息。 自车信息包括:自车车速、 方向盘角度、 制动踏板位置、 节气 门开度和路面附着状况等信息;目标信息包括:利用毫米波雷达传 感器对前方目标进行精确定位和分类信息。 将自车信息和目标信息 发送到CAN总线上,传递到车辆电子控制单元(ECU)的防撞系统控 制模块,防撞系控制模块根据所采集的信息,作为输入信号输入到 模块的规避控制模块,对所检测目标进行危险等级分类。 根据危险 等级的不同,ECU发出三类不同危险程度的指令,控制执行机构的 动作。 临界危险目标发出报警信号,报警系统工作;危险目标发出减 速信号,减速系统工作;极限危险目标发出制动信号,制动系统工 作。 最终达到提醒或协助驾驶员做出合理的驾驶行为,对车辆的控 制还是由驾驶员自己决定。 在汽车主动防撞预警系统中,毫米波雷达测量前方车辆、 护栏、 人员的距离和速度,分辨出不同的目标,哪些是危险目标、 哪些是安 全距离目标等是防撞预警系统的关键技术,目标识别的正确与否可 大幅降低虚警的数量,避免影响汽车的正常行驶,因此,车用测距雷 达是各大整车企业、 研发机构正在努力突破的关键技术。
fb f r ft
8 f R fd Tm c
可求出目标的距离为:
3.2 测距测速原理
FMCW 信号的载波频率与时间呈线性关系,通过对称三角波 对信号进行调制来获得所需的信号波形。 发射频率通过三角波调制 之后得到的频率变化规律如图3所示: 图中 ft 表示雷达信号发射机产生的较高频率的发射频率,其在
ITS(Intelligent Transportation System,智能交通系统)是通 过现代化信息、 通信等技术使用户、 车辆和道路密切配合,和谐统 一,是目前世界上交通运输科学的前沿技术,能够使人们或货物更 高效、 更快捷的流动。 美国交通部研究认为,该系统每年可减少120 万次交通事故,大约可节省260亿美元因交通堵塞及事故造成的损 失。 近年来,雷达技术在汽车主动安全系统得到了较好的应用,自适 应巡航系统、 侧向辅助系统是可以主动辅助司机进行安全驾驶的主 动安全系统,也是ITS中非常重要的组成部分,汽车前防撞雷达是其 核心部件,能够准确测出前方目标的速度和距离,按照已设定的报 警参数向司机发出警报,并可以自动采取措施消除危险,对提高交 通安全,降低交通事故发生、 减少生命财产损失将起到重要作用,成 为近年来研究与发展汽车安全系统的主流技术。 国际上主要整车生 产企业如丰田、 宝马、 福特和通用等公司投入大量资金和技术研制 汽车防撞雷达系统,并成功开发出能够商业化的系统产品。 随着中 国汽车产业的快速发展,汽车消费的普及,交通拥堵已成为各大城 市的普遍现象,加之经常出现的雾霾、 大雾天气,能见度低,造成我 国交通事故频发,制约中国交通运输的发展,汽车防撞雷达技术的 突破及产业化应用将大幅减少交通事故,提高交通运输效率。
fbav
8fR fb Tm c
上式便可以得到目标距离 R 为:
R c fbav 8f f m
在式中 fm 1/ T ,为调制的频率。 当目标运动时,如果目标与雷达相距 R ,目标拥有的径向速度 为 v ,则运动目标返回的信号频率为:
3.1 防撞雷达的系统结构
毫米波雷达一般由四部分构成,包括收发装置,传输装置,信号 处理装置和预警装置。 如图1所示,为毫米波雷达的系统结构图。 其中,收发装置指的是发射天线和接收天线;传输装置包括信 号源、 压控振荡器、 定向耦合器、 发射机、 接收机和混频器;信号处理 装置包括放大器、 滤波器、 A/D 转换和信号处理;预警装置包括报 警和显示。 防撞预警雷达的收发装置采用双天线结构形式。 双天线结构拥 有发射和接收两个天线,很好的实现了收发隔离,对探测性的影响 较小。 如图2所示,为双天线毫米波雷达的结构框图。
信息技术与应用
China Science & Technology Overview
雷达技术在汽车防撞安全系统的应用
付晓海 (上海航天技术研究院,上海 201109)
【摘 要】 随着社会的进步,汽车是越来越普及,它给人们带来便利的同时危害也越来越大。 为了提高行车的安全性能,各种先进技术应用在汽车 上。 本文重点研究了雷达技术在汽车主动安全领域的应用,对毫米波雷达应用到汽车安全系统的优势、 工作原理、 工作方式做了详细的分析,并指出 了汽车防撞雷达的技术突破方向。 【关键词】 防撞雷达 汽车安全 测距测速
波技术发展的限制,到70年代发展一直很缓慢。 第二阶段:从80年代中期至今,随着微波技术理论及其器件集 成技术的高速发展,以及微处理器价格的降低,研制低成本、 高性能 的防撞雷达成为可能。 各个国家的ITS计划全面启动,对于防撞雷达 的性能要求也大致达成了共识。 进入90年代后,德国在该领域的研 究处于领先地位。 1997年Benz公司的汽车防撞雷达系统荣获了德国 的工业革新大奖。 该雷达系统采用FMCW体制,工作频率76GHz,发 射功率3MW。 雷达接收的目标反射信号通过信号处理器进行分析, 根据信号处理结果自动控制汽车减速,跟前方目标保持一定距离。 该雷达的有效探测距离为150米,能够同时跟踪30个目标。 此外,美国TRW公司、 Delco公司、 日本丰田公司、 三菱公司和 Denso公司、 法国AutoCruise公司也开发出防撞雷达产品。 由于该系 统研制成本高,目前世界上装配防撞雷达的汽车产品不多,仅在少 量高档豪华汽车上配备使用,如Benz的S系列、 捷豹的XKR系列、 Lexus的430系列、 Audi的A8系列,以及凯迪拉克的DTS系列。 国内对汽车防撞雷达系统的研究起步较晚,目前,在汽车防撞 方面只局限于倒车雷达的研究与生产,至于前向探测雷达,尚处于 初级阶段。 我国于 20 世纪 90 年代开始进行智能交通系统(ITS) 的研究,并在 2000 年成立了政府协调领导机构—全国智能运输系 统(ITS)协调指导小组及办公室,旨在发展中国的 ITS,与此同时还 成立了智能交通系统专家咨询委员会。 很多国内研究学者也对此进
一个周期内的均值频率为 ft 0 ,三角波变化的周期和 f t 0 变化的周期 同为 Tm 。f r 表示目标截获发射电磁波之后反射回来的信号频率, f r 和 ft 有着相同的变化规律,但从时间方面来看 f r 相对于 ft 会有 tR 的延迟, tR 2 R0 / c 。ft 经过三角波调制后获得的频率偏移的最 大值为 f , fb 表示发射和接收信号的频率差值, f bav 来代表其频 率差值的均值: 如上图所示, ft 与 f r 的关系为:
图 1 毫米波雷达的系统结构图
图 2 双天线毫米波雷达的结构框图
图 3 三角波频率调制雷达工作原理图
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2015年5月下 第10期 总第214期
China Science & Technology Overview
信息技术与应用
行了深入的研究,研究内容主要围绕行车安全距离模型展开,并取 得了一定的成果。 目前国内有中国科学院上海微系统与信息技术研 究所、 清华大学、 南京理工大学、 山东大学等研究机构正在对汽车防 撞系统进行研究,但尚处于起步阶段,研制的样机大多处于实验室 阶段,雷达系统的体积、 功能和可靠性与国外都有较大的差距,达到 市场应用阶段还有一定距离。