汽车雷达-综述

     目录

1、简介

2、发展史

3、技术参数

4、采用SIGe毫米波T/R组件

5、汽车雷达中主要的信号处理单元

5.1、远程雷达

 5.1.1、总体框图

5.1.2、FFT

5.1.3、DOA估计

5.1.3.1   和差测角

5.1.3.2、顺序波瓣法

5.1.3.3、相位法测角

5.1.4 目标跟踪-线性卡尔曼滤波

1、简介

汽车雷达作为驾驶员辅助系统的核心传感器(检测距离、速度)；远距离雷达（LRR）是用来实现自动巡航（ACC），中距离雷达（MRR）用来实现侧向来车报警和车道变道辅助，近距离雷达（SRR）则是用来实现停车辅助、障碍和行人检测。

谈到其他的传感器技术能力，雷达最强悍的还是它能够在严酷的环境中工作（光线不好，环境较差，极端的温度）；雷达需要有多个通道才能够支持角度测量；与其他机载传感器进行数字领域的数据融合；

2、发展史

    1.最开始试图使用毫米波汽车雷达是在上世纪70年代（但是整体来说是不太合适的，因         为大尺寸和昂贵的成本）；

    2.1989~1999开始发展第一代汽车雷达（Daimler, Toyota）；

    3.上一代基于180/130nm的SiGe芯片组和先进的封装集成天线达到商用要求（博世）；

    4.高的频率能够使雷达更加轻便小巧，更加集成化，将减少组装和测试成本，从而大大         降低了成本；

    5. 市场将以每年40%的速度扩张，预计明年所有高档/中型车都将配备雷达(全球7%的

        汽车，主要在欧洲、日本和美国销售，将配备雷达)

3、技术参数

4、采用SIGe毫米波T/R组件

1. 1. 博世基于英飞凌的SIGe的芯片模组可以在市场上买到；
2. 2. 2块PCB板；
3. 3. 线性调频连续波；
4. 4. LRR的输出功率是7dBm，有四个通道（2 RX和2TX），介电层天线提供了长达 250m的高接收增益；
5. 5. 可选的版本，PCB或芯片集成天线
6. 
   

5、汽车雷达中主要的信号处理单元

主要的信号处理包括：距离估计，多普勒频率估计、DOA（Direction of arrival）谱估计，目标跟踪。

5.1、远程雷达

远程雷达的观测范围如下图所示。

远程雷达的主要参数：

功能：自动巡航（ACC），碰撞报警；

 5.1.1、总体框图

一些特殊的波形必须同时满足距离和径向速度测量。有以下几种波形：

1. 1. Pulse Doppler（脉冲多普勒）；

     2. 三角、锯齿调频连续波；

     3. 频移键控（FSK）连续波；

     4. MFSK连续波；

下面给出一个单通道三角调频连续波雷达的框图：

5.1.2、FFT

 应用于每段（chrip信号的上调频和下调频），频率和距离估计精度取决于FFT的点数，典型的点数值是128~4096点；

5.1.3、DOA估计

5.1.3.1   和差测角

和差测角需要有两个波束指向不同的方向，和波束和差波束都将会被用上。其原理框图形式如下图所示。

根据公式α=Σ/Δ ，Σ为和波束，Δ为差波束 ，根据下图可以得到和波束和差波束的比值α， 就可以得到值对应的角度。

5.1.3.2、顺序波瓣法

顺序波瓣法通过选通对应的波束指向，根据目标在每个波束中返回的电平信息，来获得目标的角度信息。

5.1.3.3、相位法测角

如下图所示，因为目标与雷达天线之间的角度为θ，所以目标到天线1的时间与到天线2的时间相差了τ；τ与ΔR之间又存在对应的关系；最后通过相位检波的方法求出相位差φ，即可求得目标与雷达天线之间的夹角θ。

5.1.4 目标跟踪-线性卡尔曼滤波

跟踪的流程图如下图所示。

原文作者：NemoYxc

原文链接：https://blog.51cto.com/u_15265544/3031454