0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

77GHz 雷达传感器在汽车和工业中的应用

jf_pJlTbmA9 2023-11-23 16:28 次阅读

在过去十年中,雷达传感器已逐渐发展成一种成熟的传感方式,适用于汽车和工业应用。由于雷达技术有助于实现需要具备远距离、环境弹性和更高传感分辨率的设计,因而非常适合应用在高级驾驶辅助系统 (ADAS) 中,例如碰撞检测和液位检测。

随着推出基于互补金属氧化物半导体 (CMOS) 的片上系统 (SoC) 雷达传感器,适用于泊车辅助、脚踢开启 (KTO) 感应、门障碍物检测、机器人和电动自行车等应用的雷达技术变得更易于开发和部署。

为了满足成本和功率受限型汽车和工业应用的需求,当前的 77GHz 雷达 SoC 传感器需要采用全新设计架构。德州仪器 AWRL1432 和 IWRL1432 SoC 等器件具有电源管理功能,可快速切换不同的电源状态,并在需要时能够有效运行雷达前端、数字处理内核或存储器等内部元件。该器件还可将平均功耗从高于 1W 的典型值降低至低于 5mW(具体取决于线性调频脉冲配置),使硬件设计人员在热性能设计方面具有更大的灵活性,并通过去除散热器和简化印刷电路板设计来降低成本。

借助基于软件的雷达实现更加灵活的新型安装

汽车制造商对感应方式的选择通常取决于传感器在车辆中的用途。举例来说,当车辆停靠并锁车时,脚踢开启 (KTO) 传感器应处于待机检测模式。为了防止在停车时耗尽车辆电池,汽车制造商传统上会选择电容式或超声波等低功耗感应方式。不过遗憾的是,这些类型的传感器在错误检测、环境可靠性以及性能识别等方面面临着一定挑战。AWRL1432 等低功耗 77GHz 雷达的待机状态检测功耗低于 3mW,在任何环境条件下都能提高识别精度,并有助于简化安装,从而降低总体系统部署成本。

基于对低功耗或高性能的需求,可以将雷达传感器配置为动态切换至不同的运行模式。以 KTO 感应为例,器件可以在低于 3mW 待机状态检测模式下运行,然后在检测到人员后切换至高性能模式,以便进行脚踢姿势识别和错误检测,如图 1 所示。

wKgaomVda02AWzluAABuYxkNA9Y246.jpg

图 1:一个 AWRL1432 雷达传感器即可在低功耗和高性能模式之间动态切换

在 ADAS 领域,传统的泊车辅助系统使用 8 至12 个超声波传感器外加摄像头传感器,而现在正发展成为更强大、更具成本效益的自动化系统。虽然每个超声波传感器都可以具有成本效益,但主要缺点体现在传感器对汽车美观性造成影响(由于必须打孔)、在恶劣环境中的性能欠佳以及距离检测性能(最小和最大可测量距离)不佳。

现在,汽车设计人员可以利用具有泊车辅助功能的角雷达传感器,以及具有成本效益的 TI AWRL1432 集成雷达 SoC,来覆盖汽车周围的视野,而不是添加更多的超声波传感器,如图 2 所示。AWRL1432 超短距离雷达传感器可以检测到近至 3cm 和远至 15m 的静止物体,具体取决于天线配置。

wKgaomVda1GAUra4AADklxPRRjQ945.jpg

图 2:使用雷达传感器实现 360 度泊车辅助覆盖

如图 3 所示,您可以在车辆保险杠中央使用相同的传感器来进行泊车辅助和 KTO,并使用角传感器来进行泊车辅助和盲点检测。为了实现这种多模式功能,雷达传感器不仅必须是软件可配置的,还必须具有按需从高性能扩展到低功耗的架构灵活性。

wKgZomVda1KAO1iuAABtR9PGu-A707.jpg

图 3:多模式雷达传感器在进行泊车辅助和 KTO

借助低功耗雷达传感器在恶劣的工业环境中游刃有余

超声波传感器广泛用于非汽车应用中的物体和人员接近感应,例如停车场护栏内的车辆出入控制或非公路车辆(如建筑叉车、农业机械和电动自行车)防撞,如图 4 所示。鉴于精度要求越来越高,77GHz 雷达传感器将逐渐取代超声波传感器。IWRL1432 的成本较低,有助于使停车障碍传感器更经济实惠,以更小巧的外形进行实施和部署。此类传感器具备较高的射频性能,也适用于电动自行车、踏板车和农业设备的物体检测和部署。这些设备需要检测 1m 至 60m 以上距离的物体和人员。

如图 5 所示,液箱液位传感器通过发射经液体或固体表面(如化学品、油或液体)反射的无线电波,来测量工业环境中的液体和固体料位。即使在蒸汽、泡沫和其他具有挑战性的条件下也可进行测量。此类应用的主要需求是较低功耗、高检测精度和工人安全性。77GHz IWRL1432 传感器内置深度睡眠模式,可实现每次测量低于 10mJ 的功耗,符合安全完整性等级2标准,并提供毫米级测量精度。

结语

适用于汽车或工业应用的超声波和电容式感应传感器本身具有一定设计挑战。雷达感应领域中的低成本、低功耗器件不仅有助于应对这些设计挑战,还可为车辆周围或工业环境中的新兴应用敞开大门。

关于德州仪器 (TI)
德州仪器 (TI)(纳斯达克股票代码:TXN)是一家全球性的半导体公司,致力于设计、制造、测试和销售模拟嵌入式处理芯片,用于工业、汽车、个人电子产品通信设备和企业系统等市场。我们致力于通过半导体技术让电子产品更经济实用,创造一个更美好的世界。如今,每一代创新都建立在上一代创新的基础之上,使我们的技术变得更小巧、更快速、更可靠、更实惠,从而实现半导体在电子产品领域的广泛应用,这就是工程的进步。这正是我们数十年来乃至现在一直在做的事。欲了解更多信息,请访问公司网站www.ti.com.cn

审核编辑 黄宇

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • adas
    +关注

    关注

    307

    文章

    2057

    浏览量

    207851
  • 雷达传感器
    +关注

    关注

    3

    文章

    268

    浏览量

    34275
  • 汽车
    +关注

    关注

    12

    文章

    2989

    浏览量

    36073
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    强化射频与MCU性能 车用77GHz雷达性价比攀升

    雷达汽车应用中极具发展潜力,特别是以毫米波段中77GHz频率实现的方案最受青睐。目前,77GHz雷达感应技术在先进驾驶辅助系统(ADAS)
    发表于 04-03 10:17 4201次阅读

    77GHz汽车雷达方案,威慑海外大厂

    继厦门意行半导体科技有限公司在24GHz汽车主动安全雷达射频前端集成电路取得突破外,沈阳承泰科技有限公司在研发77GHz汽车毫米波
    发表于 03-09 09:24 1.6w次阅读
    <b class='flag-5'>77GHz</b><b class='flag-5'>汽车</b><b class='flag-5'>雷达</b>方案,威慑海外大厂

    汽车77GHZ毫米波雷达方案知多少

    汽车主动安全领域,汽车微波/毫米波雷达传感器是核心部件之一,其中77GHZ毫米波雷达是智能
    发表于 10-12 09:25 1.2w次阅读

    【论文】77GHz毫米波车载雷达总体电路设计

    本文以目前国内外普遍关注的 77GHz 车载雷达系统作为研究课题,设计了一款从 77GHz 射频电路前端到透镜天线的毫米波车载雷达系统。77GHz
    发表于 06-28 11:36

    Ameya360 汽车雷达系统解决方案

    处理组成。其中雷达传感器是最关键核心部件,而目前汽车雷达传感器都采用集成电路技术实现。国内外主
    发表于 04-19 14:56

    毫米波雷达方案对比

    实现。汽车微波/毫米波雷达传感器集成电路主要为:英飞凌、恩智浦∕飞思卡尔和ST(意法半导体)等公司。针对77GHz汽车
    发表于 08-04 09:16

    现有77GHZ雷达开发板算法验证的不便之处分析

    不高,难以dolphin的高采样率下不丢包的将所有数据成功上传。TI虽然有用于77GHZ雷达的配套FPGA开发板提供,但是代价昂贵,一货难求,NXP目前尚无配套的FPGA开发板可供选用。雷博泰克
    发表于 09-29 17:01

    汽车77GHz雷达传感器模块参考设计包括BOM及层图

    描述TIDA-01570 参考设计是适用于 76 至 81GHz 雷达传感器模块的完整解决方案。板载电源将汽车蓄电池输入转换为雷达 AFE、
    发表于 10-15 09:26

    77GHz汽车雷达系统PCB板材的性能如何

    厂商放的更加长远,已经考虑77-GHz和79-GHz汽车雷达系统。为了真正地促成汽车电子系统
    发表于 05-28 07:21

    77GHz汽车雷达方案及集成芯片之间有什么区别呢?

    相比,毫米波雷达具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、摄像头等光学传感器相比,毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候全天时的特点。那么谁知道77GHz
    发表于 07-31 07:31

    77G汽车毫米波雷达发展需要克服哪些难点?

    77GHz毫米波雷达是能够全天候场景下快速感知0-300米范围内周边环境物体距离、速度、方位角等信息的传感器件。它成为智能汽车上必不可少的
    发表于 09-12 09:05

    毫米波雷达77GHZ 79HGZ PBT透波材料 汽车ACC,无人机 ,道砸 防砸系统

    毫米波雷达的产品有这些 77G雷达;24G雷达77G雷达用MMIC;
    发表于 11-27 16:43

    77GHz毫米波雷达的国产化之路

    “随着国内汽车主动安全相关政策的逐步实施,以及汽车智能化向中低端车型的快速渗透,看似77GHz毫米波雷达有着巨大的市场,但国内77GHz
    的头像 发表于 07-19 10:47 1.7w次阅读

    汽车雷达传感器的种类和应用

    这也进一步印证了《2019-2020年全球与中国汽车毫米波雷达产业研究报告》的数据,报告中2019年全年中国乘用车市场毫米波雷达安装量达517万颗,同比增长44.37%。尤其是77GHz
    的头像 发表于 01-14 16:16 1.2w次阅读

    利用低功耗77GHz雷达传感器改善运输和工业设计

    77GHz 频段的雷达传感器通常用在盲点检测和自动紧急刹车等高级驾驶辅助系统传感应用和工业液箱的液位变送器中。
    的头像 发表于 12-09 11:35 472次阅读