毫米波雷達的應用場景是怎樣的

毫米波在諸多方面的應用,使得毫米波異?；馃?。其中,最為火熱的應用之一為毫米波雷達技術。本文中,將從兩大方面對毫米波雷達加以闡述:1.車載毫米波雷達頻段劃分以及發(fā)展趨勢解析,2.介紹毫米波雷達的幾個應用場景。如果你對毫米波,疑惑對毫米波雷達存在一定興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀。

一、車載毫米波雷達頻段劃分

(一)頻段介紹

從頻段上來看,比較常見的車載領域的毫米波雷達頻段有兩類。

1、24GHz,目前大量應用于汽車的盲點監(jiān)測、變道輔助。雷達安裝在車輛的后保險杠內(nèi),用于監(jiān)測車輛后方兩側的車道是否有車、可否進行變道。這個頻段也有其缺點,首先是頻率比較低,另外就是帶寬(Bandwidth)比較窄,只有250MHz。

2、77GHz,這個頻段的頻率比較高,國際上允許的帶寬高達800MHz。據(jù)介紹,這個頻段的雷達性能要好于24GHz的雷達,所以主要用來裝配在車輛的前保險杠上,探測與前車的距離以及前車的速度,實現(xiàn)緊急制動、自動跟車等主動安全領域的功能。

從工藝層面來講,目前毫米波雷達的兩個主要工藝,一個是SiGe,一個是CMOS。SiGe的好處是傳統(tǒng)半導體技術很成熟,在77GHz上SiGe的片子已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)。CMOS的好處是集成度更高,未來可以把基帶和射頻都集中在一個SoC上,這是一個非常好的技術優(yōu)勢。從出貨量上來看,目前還是SiGe比較大,因為在大功率情況下SiGe的性能比CMOS要好一些。這兩種技術目前是并存的,未來的一段時間也將持續(xù)并存。

(二)毫米波雷達的優(yōu)勢

在眾多車載傳感器中,每個傳感器都有自身的特點,都存在各自特有的應用場景,所以未來一定是多種傳感器融合的解決方案最優(yōu)。汽車的安全性是一切發(fā)展的前提。各種傳感器協(xié)同工作來實現(xiàn)車輛對周圍環(huán)境高精度低延時的監(jiān)控,而毫米波雷達憑借其可靠的表現(xiàn)(如應對惡劣天氣條件)且唯一能夠“全天候全天時”工作的超強能力,成為了汽車ADAS不可或缺的核心傳感器之一!

(三)全球汽車出貨量的自動化程度趨勢

除了不同傳感器之間孰優(yōu)孰劣之外,還有一個問題非常重要,那就是24GHz和77GHz兩個頻段誰更好。24GHz雷達傳感器的探測距離約50m左右,距離相對較短,主要用于盲點監(jiān)測(BSD),變道輔助(LCA)等。77GHz雷達傳感器的的探測距離更長,可達到160m到230m。相比于24GHz,77GHz雷達傳感器的頻率更高、波長變短、系統(tǒng)帶寬更寬,從而提高了距離和速度測量的精度和準確度,主要用于自動緊急制動(AEB)、汽車自適應巡航控制(ACC)和前向防撞預警(FCW)等。

(四)24GHz頻段與77GHz頻段汽車雷達傳感器的趨勢

目前市場需要的是在復雜的場景下,能夠更好解決問題并且價格可接受的產(chǎn)品,因此未來很長一段時間內(nèi),由于成本、性能、供應鏈等問題,77GHz雷達的分布位置和24GHz雷達將會完全不同,在整車上發(fā)揮不同的功能作用,77GHz并不會簡單替代24GHz,而是會相當長一段時間內(nèi)共存。

二、毫米波雷達應用場景

(一)智慧辦公

在疫情防護的關鍵時刻,基于攝像頭AI的技術確實可以幫助我們減少日常工作中直接或間接的接觸,同時AI技術的采用也提升了辦公空間的使用體驗和利用率,但攝像頭的大量使用也帶來了一個比較大的隱患,即如何保護個人隱私?尤其是在一些非公開或半公開空間的場所,如員工辦公區(qū)域、會議室等。

毫米波雷達相比攝像頭最大的優(yōu)點是不涉及隱私泄露,它的外觀沒有讓人不安的鏡頭設計,更重要的是雷達的數(shù)據(jù)信息也是完全匿名的,符合相關隱私法規(guī)要求,可應用于更多不適合部署攝像頭的辦公場景。

相比AI攝像頭技術隱私的問題,毫米波雷達還具備效益優(yōu)勢。由于雷達的識別處理基本都在本地設備側完成,上傳到后臺云端數(shù)據(jù)量很少,僅僅為識別后的人員位置、軌跡信息或者統(tǒng)計處理后的信息,所以對整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡帶寬、云端資源的需求都非常有限,從而可以幫助企業(yè)大大降低系統(tǒng)的運營成本。

(二)智能家居

在養(yǎng)老家居領域,多方位感知變得尤為重要。需要實時保證居家老人呼吸心跳數(shù)據(jù)、睡眠質(zhì)量等生理檢測數(shù)據(jù)的正常。此外,目前在智慧家居中,保護個人隱私生活方面漸成剛需,卻也成痛點,亟待技術突破來填補空白。而毫米波雷達產(chǎn)品,不受光線和隱私的限制,通過測量生理呼吸來判斷是否有人,同時還可以通過測量呼吸心跳,來判斷老人的生理狀態(tài),對一些突發(fā)時間的報警有不可替代的功能,將有效滿足居家養(yǎng)老需求。

此外,在傳統(tǒng)智能家居中,自動關閉空調(diào)、燈、燃氣,以及非法闖入是靠攝像頭和紅外傳感器報警聯(lián)合系統(tǒng)運作的,但攝像頭的隱私問題和紅外的準確性在很多場景無法解決。毫米波雷達產(chǎn)品的準確性,隱私性完全沒有障礙。與此同時,雷達產(chǎn)品的經(jīng)濟性高,信號輸出簡單,方便場景互動,由于具備穿透性特點,可以十分便捷將雷達裝入家電和燈具中使用,與攝像頭形成互補聯(lián)動。

除了以上介紹的應用領域外,毫米波雷達還廣發(fā)應用于智慧交通、工業(yè)業(yè)制造中,比如以智慧工廠為例,可以邊緣實現(xiàn)智能感應,可以進一步完善機器人系統(tǒng)技術,實現(xiàn)機器人感知的全智能。