车用雷达技术发展趋势解析
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车用雷达在自动驾驶环境 感知系统中的应用
智 能网 联 汽 车 的自动 驾 驶 系 统 主要 包 括三个层 面的内涵：环 境 感 知、智 能 决 策 与 车 辆 控 制，如 图 2 所示。环 境 感知 在自动 驾 驶车 辆 体 系 结 构 中 承 担 着“基 石”的 作用， 其性能的优劣直接关系到自动驾 驶车 辆 整 体 功 能的实现，环 境 感知 技 术也 是实 现自动 驾 驶 产业化 的 关 键 技 术瓶 颈。自动 驾 驶车 辆的环 境感知系统依赖于各种传感器对 复 杂 道 路环 境的信息 采集，主 流 传 感 器 技 术包括毫 米波 雷达、固态 激 光 雷 达 和 摄 像 头。
图2 智能网联汽车自动驾驶系统的技术内涵
环境 五官 感知
环境感知
目
环境感知 行人识别 标
激光雷达 车辆识别 融
毫米波雷达 障碍物识别 合
车辆定位
基于陀螺仪的姿态估计 车辆 状态
基于GPS/IMU的位置定位 估计
智能 决策
大脑
路径规划
全局路径规划 数字地图、任务路径 可行驶区域
局部路径规划 雷达、视觉地图 最优行驶路线
目标侦测 SRR 2 SRR BSD,LCA
目标侦测 SRR 2 BSD,RCWLCA ACC,AEB
高精度 目标分离 SRR 4
LRR 1
BOS,FCW,RCW,RCTA ACC,AEB
3D侦测 SRR/MRR 4 LRR 1
BSD,RCTA ACC,AEB
360目标识别 USRR/MRR 4 LRR 2
巡航）、AVP（自动代客泊车）；在 风险减轻方面，有 AEB（自主紧急 制动系统）、AEB VRU（弱势道路 使用者自动紧急制动技术）、ALU（主 动车道控制技术）；在预警方面，有 PCW/RPCW（预碰撞 / 预防追尾警 告 系 统）、FCW/RCW（ 前 端 / 后 端 碰 撞 警 告 ）、LDW（ 车 道 偏 离 预 警系统）；在辅助方面，有 BSD（盲 点车辆识别系统）、LCA（变道辅助 系统）、PA（停车辅助系统）、VEA（车 辆出口辅助系统）。目前这些安全应 用以毫米波雷达的搭载为主，未来会 逐渐将激光雷达引入到以上安全应用 之中。
智车科技 SMART TECH
车用雷达技术发展趋势解析
文／张雷 从关于车用雷达的技术和市场分析可以看出，由于我国在传感器相关领域起步相对较晚，毫米
波雷达和激光雷达都面临国外产业巨头的先发优势和产业链垄断的问题。我国车用雷达产业需从政 策、技术、产业链、军民融合四方面进行突破。
一、车用雷达与智能网联 汽车环境感知系统
行为决策
特殊路况
紧急情况
车辆 控制
四肢
轨迹跟踪
车辆横向运行 车辆纵向运行
车辆控制
油门控制 制动控制 转向控制
驾驶系统中必不可少的传感器。激光 雷达的检测距离远、精度高于现在的 毫米波雷达，具备空间三维分辨能力， 但不具备全天候应用的属性。摄像头 价格低廉，可以实现中等距离下的视 觉，精度取决于像素，不具全天候应 用的属性。基于车用毫米波雷达、多 线固态激光雷达与摄像头的多源信息 融合环境感知系统是目前的行业主流 选择。
毫米波雷达是智能网联汽车自 动驾驶系统中最广泛应用的全天候核 心 传 感 器。 毫 米 波 是 指 频 率 范 围 在 30GHz~300GHz 之 内 的 电 磁 波， 具
83 智能网联汽车
Intelligent Connected Vehicles
智车科技 SMART TECH
图3 车用毫米波雷达在各个自动驾驶等级下的应用
毫 米 波 雷 达 检 测 距 离 远、 精 度 高、具有全天候应用的优势，是当今 主流高级驾驶辅助（ADAS）与自动
图1 搭载车用雷达技术的自动驾驶主动安全应用 主动
Байду номын сангаас安全
被动
张雷, 清华大学微电子与纳电子学系副教授
控制
82 智能网联汽车 Intelligent Connected Vehicles
智能网联汽车自动驾驶的前提 是实时高精度高可靠性道路交通环境 感知，传感器作为环境感知与控制系 统的信息源、电子眼，是其中的关键 部件，也是自动驾驶技术领域研究的 核心内容之一。
智能网联汽车自动驾驶关键技 术中重点涉及的核心传感器包括毫米 波雷达、激光雷达、惯导、超声波雷达、 视觉摄像头、红外、车联网 V2X 与 通信传感器等，其中车用毫米波雷达、 激光雷达是目前智能网联汽车与自动 驾驶领域中的核心传感器。
智能网联汽车的 自动驾驶和主动安全技术
智能网联汽车自动驾驶技术基 于智能传感器对道路交通状况和环境 进行感知，结合高精度地图实现路线 导航与定位，采集的信息通过多源融 合进行智能决策与路线规划，并最终 通过执行系统实现轨迹跟踪与车辆控 制，从而实现多工况、复杂道路环境
下稳定、安全、可靠的自动驾驶。美 国汽车工程师学会（SAE）制定了智 能网联汽车自动驾驶分级标准，包括 一级驾驶辅助、二级部分自动驾驶、 三级有条件自动驾驶、四级高度自动 驾驶与五级完全自动驾驶。
主动安全系统是智能网联汽车 自动驾驶技术的重要体现形式，用于 防止事故的发生以及在碰撞前减轻事 故可能造成的伤害，其中 70% 的安 全应用需要毫米波雷达、激光雷达、 摄像头等核心传感器，它们是自动驾 驶技术的信息来源，相当于智能网联 汽车的眼睛，是上述主动安全系统的 关键技术保障。
依赖于车用雷达技术的主动安 全应用如图 1 所示。在控制方面， 有 ACC（自适应巡航控制系统）、 ACC Stop&Go（带有停走功能的全 新自适应巡航系统）、(R)CTA（后 方 横 向 交 通 告 警 系 统）、AP（ 自 动
AVP,PA BSD,RCTA ACC,AEB
有频率高、波长短、可用频带宽等特 点。毫米波波束窄且具备高精度的细 节分辨能力，相比激光，其传播特征 受气候影响小，具有全天候特性。相 比传统微波更容易实现设备小型化。 在超高速短距离通信、长距离星际通 信、空间目标识别、精密跟踪、空间 成像、弹道测量、导弹制导、智能网 联汽车、船舶与飞机动力系统防撞、 无人机、电子对抗、天文望远镜、反 恐安检、毫米波医学治疗等领域，都 有广泛的应用。在智能网联汽车上应 用毫米波雷达进行测距与测速，不易 受目标表面形状、颜色和大气的影响， 具有目标检测性能稳定的特点，同时 不易受到雨、雪、雾等气候条件的干 扰，具有优秀的全天候环境适应性能。
智 能网 联 汽 车 的自动 驾 驶 系 统 主要 包 括三个层 面的内涵：环 境 感 知、智 能 决 策 与 车 辆 控 制，如 图 2 所示。环 境 感知 在自动 驾 驶车 辆 体 系 结 构 中 承 担 着“基 石”的 作用， 其性能的优劣直接关系到自动驾 驶车 辆 整 体 功 能的实现，环 境 感知 技 术也 是实 现自动 驾 驶 产业化 的 关 键 技 术瓶 颈。自动 驾 驶车 辆的环 境感知系统依赖于各种传感器对 复 杂 道 路环 境的信息 采集，主 流 传 感 器 技 术包括毫 米波 雷达、固态 激 光 雷 达 和 摄 像 头。
图2 智能网联汽车自动驾驶系统的技术内涵
环境 五官 感知
环境感知
目
环境感知 行人识别 标
激光雷达 车辆识别 融
毫米波雷达 障碍物识别 合
车辆定位
基于陀螺仪的姿态估计 车辆 状态
基于GPS/IMU的位置定位 估计
智能 决策
大脑
路径规划
全局路径规划 数字地图、任务路径 可行驶区域
局部路径规划 雷达、视觉地图 最优行驶路线
目标侦测 SRR 2 SRR BSD,LCA
目标侦测 SRR 2 BSD,RCWLCA ACC,AEB
高精度 目标分离 SRR 4
LRR 1
BOS,FCW,RCW,RCTA ACC,AEB
3D侦测 SRR/MRR 4 LRR 1
BSD,RCTA ACC,AEB
360目标识别 USRR/MRR 4 LRR 2
巡航）、AVP（自动代客泊车）；在 风险减轻方面，有 AEB（自主紧急 制动系统）、AEB VRU（弱势道路 使用者自动紧急制动技术）、ALU（主 动车道控制技术）；在预警方面，有 PCW/RPCW（预碰撞 / 预防追尾警 告 系 统）、FCW/RCW（ 前 端 / 后 端 碰 撞 警 告 ）、LDW（ 车 道 偏 离 预 警系统）；在辅助方面，有 BSD（盲 点车辆识别系统）、LCA（变道辅助 系统）、PA（停车辅助系统）、VEA（车 辆出口辅助系统）。目前这些安全应 用以毫米波雷达的搭载为主，未来会 逐渐将激光雷达引入到以上安全应用 之中。
智车科技 SMART TECH
车用雷达技术发展趋势解析
文／张雷 从关于车用雷达的技术和市场分析可以看出，由于我国在传感器相关领域起步相对较晚，毫米
波雷达和激光雷达都面临国外产业巨头的先发优势和产业链垄断的问题。我国车用雷达产业需从政 策、技术、产业链、军民融合四方面进行突破。
一、车用雷达与智能网联 汽车环境感知系统
行为决策
特殊路况
紧急情况
车辆 控制
四肢
轨迹跟踪
车辆横向运行 车辆纵向运行
车辆控制
油门控制 制动控制 转向控制
驾驶系统中必不可少的传感器。激光 雷达的检测距离远、精度高于现在的 毫米波雷达，具备空间三维分辨能力， 但不具备全天候应用的属性。摄像头 价格低廉，可以实现中等距离下的视 觉，精度取决于像素，不具全天候应 用的属性。基于车用毫米波雷达、多 线固态激光雷达与摄像头的多源信息 融合环境感知系统是目前的行业主流 选择。
毫米波雷达是智能网联汽车自 动驾驶系统中最广泛应用的全天候核 心 传 感 器。 毫 米 波 是 指 频 率 范 围 在 30GHz~300GHz 之 内 的 电 磁 波， 具
83 智能网联汽车
Intelligent Connected Vehicles
智车科技 SMART TECH
图3 车用毫米波雷达在各个自动驾驶等级下的应用
毫 米 波 雷 达 检 测 距 离 远、 精 度 高、具有全天候应用的优势，是当今 主流高级驾驶辅助（ADAS）与自动
图1 搭载车用雷达技术的自动驾驶主动安全应用 主动
Байду номын сангаас安全
被动
张雷, 清华大学微电子与纳电子学系副教授
控制
82 智能网联汽车 Intelligent Connected Vehicles
智能网联汽车自动驾驶的前提 是实时高精度高可靠性道路交通环境 感知，传感器作为环境感知与控制系 统的信息源、电子眼，是其中的关键 部件，也是自动驾驶技术领域研究的 核心内容之一。
智能网联汽车自动驾驶关键技 术中重点涉及的核心传感器包括毫米 波雷达、激光雷达、惯导、超声波雷达、 视觉摄像头、红外、车联网 V2X 与 通信传感器等，其中车用毫米波雷达、 激光雷达是目前智能网联汽车与自动 驾驶领域中的核心传感器。
智能网联汽车的 自动驾驶和主动安全技术
智能网联汽车自动驾驶技术基 于智能传感器对道路交通状况和环境 进行感知，结合高精度地图实现路线 导航与定位，采集的信息通过多源融 合进行智能决策与路线规划，并最终 通过执行系统实现轨迹跟踪与车辆控 制，从而实现多工况、复杂道路环境
下稳定、安全、可靠的自动驾驶。美 国汽车工程师学会（SAE）制定了智 能网联汽车自动驾驶分级标准，包括 一级驾驶辅助、二级部分自动驾驶、 三级有条件自动驾驶、四级高度自动 驾驶与五级完全自动驾驶。
主动安全系统是智能网联汽车 自动驾驶技术的重要体现形式，用于 防止事故的发生以及在碰撞前减轻事 故可能造成的伤害，其中 70% 的安 全应用需要毫米波雷达、激光雷达、 摄像头等核心传感器，它们是自动驾 驶技术的信息来源，相当于智能网联 汽车的眼睛，是上述主动安全系统的 关键技术保障。
依赖于车用雷达技术的主动安 全应用如图 1 所示。在控制方面， 有 ACC（自适应巡航控制系统）、 ACC Stop&Go（带有停走功能的全 新自适应巡航系统）、(R)CTA（后 方 横 向 交 通 告 警 系 统）、AP（ 自 动
AVP,PA BSD,RCTA ACC,AEB
有频率高、波长短、可用频带宽等特 点。毫米波波束窄且具备高精度的细 节分辨能力，相比激光，其传播特征 受气候影响小，具有全天候特性。相 比传统微波更容易实现设备小型化。 在超高速短距离通信、长距离星际通 信、空间目标识别、精密跟踪、空间 成像、弹道测量、导弹制导、智能网 联汽车、船舶与飞机动力系统防撞、 无人机、电子对抗、天文望远镜、反 恐安检、毫米波医学治疗等领域，都 有广泛的应用。在智能网联汽车上应 用毫米波雷达进行测距与测速，不易 受目标表面形状、颜色和大气的影响， 具有目标检测性能稳定的特点，同时 不易受到雨、雪、雾等气候条件的干 扰，具有优秀的全天候环境适应性能。