低功耗毫米波雷達在泊車輔助應用中優(yōu)于超聲波的原因

來源：TI

當今的泊車系統(tǒng)主要使用了超聲波傳感器，這是一種可以感應附近物體的低成本解決方案。盡管這種技術已發(fā)展成熟，但是原始設備制造商 (OEM) 必須滿足成本敏感市場中泊車輔助和自主泊車應用不斷發(fā)展的要求，而一級制造商也發(fā)現(xiàn)從超聲波感應中挖掘更多性能所帶來的回報在不斷見少。

無論是下一代泊車輔助、自主泊車還是代客泊車輔助系統(tǒng)，都將比超聲波感應需要更高和更長的分辨率、精度和距離來檢測車輛的周圍環(huán)境。

超聲波傳感器的現(xiàn)狀

超聲波泊車系統(tǒng)因自主等級而異，可以提醒駕駛員感應到的物體，也可以借助攝像頭感應功能操縱車輛駛入停車位。如圖 1 所示，這些系統(tǒng)使用汽車上安裝的 8 至 12 個超聲波攝像頭，來實現(xiàn)完全覆蓋，典型感應距離為 10cm 至 5m。

圖 1：超聲波傳感器（左）和 AWRL1432 傳感器（右）的泊車配置比較

超聲波傳感器通過發(fā)射聲波，并接收由路徑上的物體反射的聲波來感應物體。它們通過測量發(fā)射聲波和接收回波之間的時間差，來計算附近物體的距離。如今，這些傳感器通常向中央傳感器融合電子控制單元 (ECU) 發(fā)送在高速分布式系統(tǒng)接口 (DSI3) 通道上所接收信號的整個波形。

與發(fā)射聲波的超聲波傳感器相比，毫米波雷達傳感器通過發(fā)射頻率隨時間增長的電磁波來感應物體。這類信號會從給定路徑上的物體表面反射回來。毫米波傳感器通過測量被感應物體的屬性變化，來計算其距離、速率和到達角。

77GHz 毫米波雷達具有寬射頻帶寬，可實現(xiàn)精密的距離和速率測量，因此逐漸受到高級駕駛輔助系統(tǒng)和車身應用的青睞。德州儀器 (TI) 的 AWRL1432 單芯片雷達傳感器等器件還能在 4cm 至 10m 及以上的范圍（具體取決于天線配置）精確感應物體。這一擴大的范圍支持提前感應出障礙物，使駕駛員有更多時間做出反應并安全地駕駛。

雷達傳感器用于泊車輔助的優(yōu)勢

超聲波傳感器針對聲波在一種介質（如空氣）的傳播進行了優(yōu)化（泥漿和雨霧等環(huán)境條件會限制其性能）。相比之下，毫米波雷達使用的電磁波不需要傳播介質，并且在任何外部條件下可提供精密的物體感應。與超聲波傳感器相比，雷達傳感器通常也不易出現(xiàn)錯誤讀數(shù)，從而為泊車輔助功能提供了可靠的解決方案。

此外，由于超聲波傳感器會受到聲波傳播介質的影響，因此在汽車上安裝超聲波泊車系統(tǒng)時，需要在保險杠上采取不同的鉆孔和噴漆工藝，這會給 OEM 帶來巨大的成本。相比之下，毫米波雷達傳感器可以安裝在汽車保險杠上（如圖 2 所示），在簡化安裝的同時保持美觀。

德州儀器的 AWRL1432 毫米波雷達傳感器集成了模擬前端與數(shù)字處理后端，可在具有成本效益的控制器局域網(wǎng)靈活數(shù)據(jù)速率通道上傳輸處理后的輸出數(shù)據(jù)，以便中央 ECU 做出決策。相較而言，將超聲波傳感器向中央 ECU 傳輸波形數(shù)據(jù)所需的 DSI3 電纜價格昂貴。您還可以在汽車上將AWRL1432 傳感器和現(xiàn)有的角雷達結合使用（這種配置已變得越來越普遍），從而允許在空間日益受限的傳感系統(tǒng)中重復使用多用途傳感器。

圖 2：多模式角雷達系統(tǒng)與 AWRL1432

結語

AWRL1432 傳感器能夠提供更大的距離、分辨率和精度，有助于滿足當今的泊車輔助、入門級盲點檢測和代客泊車等更高自主等級的未來應用的要求。其低功耗架構所需的有功功率更低，并且能夠提供空閑和深度睡眠模式，可以在需要電池電源的腳踢開啟和門感應應用中提供雷達優(yōu)勢。

AWRL1432 傳感器不僅能夠支持 OEM 和一級制造商提高泊車系統(tǒng)中的雷達性能，而且還能夠在以前受成本和功耗限制的外部應用中實現(xiàn)。這些功能使得軟件定義的多用途雷達的開發(fā)成為可能，同時，這些雷達可以重復使用相同的硬件，并縮短下一代近場傳感應用的工程周期。

審核編輯：湯梓紅