德国大陆研发出防止汽车碰撞的新型毫米波雷达

近年来，各大汽车厂商都逐渐开始在汽车上安装先进的防碰撞系统，如在检测到障碍物后自动刹车，以及通过测定周围的车速与车距来调整速度与车距等。本文将对目前汽车的防碰撞系统和主流的传感器进行分析比较，并介绍带有行人识别功能的新型毫米波雷达。

目前，防碰撞系统的传感器主要有利用摄像头的影像识别和毫米波雷达等。如果将这些传感器的性能加以比较，在识别周围车辆和墙壁等大型障碍物方面，几种传感器表现不相上下，但在识别行人方面，目前来看，摄像头更胜一筹。

然而，最近能够提高毫米波雷达识别能力的技术正在逐步完善。德国已经明确表示，将在汽车上搭载具有行人识别功能的新一代毫米波雷达，并计划在2015年下半年开始批量生产。这样一来，防碰撞系统将更加简捷，成本也更加低廉，并可能适配于更多车型。

各类型传感器的优势比较

日本的各大汽车制造商都在主推的旗舰车型上搭载了防碰撞系统。图1是马自达公司采用多种类型传感器综合而成的防碰撞系统。

图1 用于防碰撞系统中的各种传感器（图片来自马自达）

以下将就各类型传感器进行具体说明。

1、毫米波雷达：采用雷达向周围发射无线电，通过测定和分析反射波以计算障碍物的距离、方向和大小。正如毫米波雷达名字所示，其发射的无线电利用了波长在1-10mm，频率在30G-300GHz（吉赫）的毫米波。毫米波雷达的测量范围在100-200米左右。

2、摄像头：使用影像来识别障碍物的研究早在20世纪60年代便已有之，在80年代逐渐开始应用于汽车领域。作为防碰撞系统的传感器，其需要收集到与障碍物之间的距离和进深相关的足够信息。因此，车内会安装多个摄像头以捕捉全方位的信息，这一装置被称之为“立体摄像头”。其测量范围在200米左右。

3、红外线激光雷达：红外线由于其波长远远小于毫米波（约为760nm），因此对距离的测量精度更高的同时，测量距离相对较短。其测量距离约在20米左右。

4、亚毫米波雷达：亚毫米波较之毫米波波长少了一位（不足1mm），因此其具有毫米波与红外线二者结合的特点，测量距离约在50米。

表1 不同类型传感器的优劣比较（出自：日经Automotive Technology）

以上各类型的传感器各有优劣（表1），因此目前被综合应用于汽车防碰撞系统中。如摄像头在识别障碍物形状上优于其他传感器，但在夜间没有灯光的情况下形同虚设，在雨雪雾霾等天气条件下也难以发挥作用。

测量范围更广的毫米波雷达

根据日本电波法实施规定，毫米波雷达属于“无需许可的无线电发射器”，其频率范围受到了严格规定。根据此项规定，ARIB（日本无线工业及商贸联合会）制定了“ARIB STD-T48（60GHz波段、76GHz波段）、STD-T111（79GHz波段）”两项标准。

如表1所示，毫米波雷达的测量距离更长，不受白天黑夜的影响，并且毫米波雷达在恶劣天气状况下的表现也相对更优。另一方面，在日本目前的技术条件下，毫米波雷达对行人以及自行车等较小障碍物的探测能力还比较弱。

行人识别技术

然而，正如文章开头介绍的，具备识别行人功能的毫米波雷达已经研发问世。其研发机构是德国的大陆集团（Continental AG）。

图2 大陆集团的防碰撞系统（Drive Support Solution）。ARS400为毫米波雷达，SRLCam为摄像头与红外线雷达的一体化组装元件