在汽車工業(yè)持續(xù)向智能化、安全化邁進(jìn)的當(dāng)下,雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)作為汽車電子領(lǐng)域的關(guān)鍵支撐,正發(fā)揮著舉足輕重的作用。從保障行車安全的各類主動(dòng)安全系統(tǒng),到提升駕駛便利性的輔助駕駛功能,雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)的身影無(wú)處不在,為現(xiàn)代汽車賦予了更為敏銳的 “感知力”。
雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)基礎(chǔ)剖析
雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)基于電磁波的發(fā)射與接收原理運(yùn)作。汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)向周圍環(huán)境發(fā)射特定頻率的電磁波,當(dāng)這些電磁波遇到障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生反射,反射波被雷達(dá)接收裝置捕獲。通過(guò)精確測(cè)量電磁波發(fā)射與接收的時(shí)間差,結(jié)合電磁波的傳播速度,就能精準(zhǔn)計(jì)算出障礙物與車輛之間的距離。同時(shí),利用多普勒效應(yīng),即根據(jù)反射波頻率與發(fā)射波頻率的差異,可判斷障礙物的運(yùn)動(dòng)速度和方向。例如,常見(jiàn)的毫米波雷達(dá),工作頻段多集中在 24GHz、77GHz 或 79GHz。相較于傳統(tǒng)微波,毫米波的波長(zhǎng)更短,這使得雷達(dá)在空間分辨率和測(cè)量精度上表現(xiàn)更為出色,能夠更精準(zhǔn)地探測(cè)目標(biāo)物體,為汽車電子系統(tǒng)提供高質(zhì)量的環(huán)境感知數(shù)據(jù)。
汽車電子領(lǐng)域中的多元應(yīng)用
高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的核心感知
自適應(yīng)巡航控制(ACC):在高速公路等路況良好的場(chǎng)景下,ACC 功能極大提升了駕駛的舒適性與便捷性。雷達(dá)感應(yīng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)前方車輛的距離和速度,自動(dòng)調(diào)整本車車速,保持安全車距。當(dāng)檢測(cè)到前方車輛減速時(shí),車輛自動(dòng)降低車速;若前方道路暢通,又能逐漸加速至設(shè)定巡航速度。例如,在長(zhǎng)途駕駛過(guò)程中,駕駛員開啟 ACC 功能后,無(wú)需頻繁操作油門和剎車,減輕了駕駛疲勞。
自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB):這是一項(xiàng)挽救生命的關(guān)鍵安全功能。雷達(dá)持續(xù)掃描車輛前方區(qū)域,一旦探測(cè)到可能發(fā)生的碰撞危險(xiǎn)且駕駛員未及時(shí)做出反應(yīng)時(shí),AEB 系統(tǒng)迅速介入,自動(dòng)施加制動(dòng),使車輛減速或緊急停車,從而有效避免或減輕碰撞事故的嚴(yán)重程度。據(jù)統(tǒng)計(jì),配備 AEB 功能的車輛,追尾事故發(fā)生率顯著降低。
盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)(BSD)與車道變更輔助(LCA):車輛行駛過(guò)程中,駕駛員視野存在盲區(qū),BSD 利用雷達(dá)傳感器監(jiān)測(cè)車輛兩側(cè)盲區(qū)。當(dāng)有車輛進(jìn)入盲區(qū)時(shí),通過(guò)車內(nèi)視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)警示提醒駕駛員,防止因未察覺(jué)盲區(qū)車輛而發(fā)生碰撞。LCA 功能則與 BSD 緊密配合,當(dāng)駕駛員開啟轉(zhuǎn)向燈準(zhǔn)備變道時(shí),若系統(tǒng)檢測(cè)到相鄰車道有車輛接近存在危險(xiǎn),同樣會(huì)發(fā)出警示,確保變道操作安全。
泊車輔助系統(tǒng)的精準(zhǔn)引導(dǎo)
倒車?yán)走_(dá):傳統(tǒng)倒車?yán)走_(dá)在車輛倒車時(shí),通過(guò)車尾的多個(gè)超聲波雷達(dá)傳感器探測(cè)后方障礙物距離。當(dāng)車輛靠近障礙物時(shí),傳感器發(fā)出的警報(bào)聲頻率逐漸加快,提醒駕駛員注意車距。隨著技術(shù)發(fā)展,如今的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)不僅能提供距離信息,還能結(jié)合攝像頭圖像,為駕駛員呈現(xiàn)更直觀的后方環(huán)境畫面,輔助精準(zhǔn)泊車。
自動(dòng)泊車系統(tǒng):該系統(tǒng)整合了多個(gè)雷達(dá)傳感器與攝像頭,全方位感知車輛周圍空間。雷達(dá)負(fù)責(zé)測(cè)量車位尺寸、檢測(cè)障礙物,計(jì)算車輛與周邊物體的精確位置關(guān)系。在自動(dòng)泊車過(guò)程中,車輛根據(jù)這些數(shù)據(jù)自動(dòng)控制轉(zhuǎn)向、加速和制動(dòng),完成從尋找車位到精準(zhǔn)入庫(kù)的全過(guò)程,讓停車變得輕松簡(jiǎn)單,即使是駕駛經(jīng)驗(yàn)不足的新手也能輕松應(yīng)對(duì)復(fù)雜停車場(chǎng)景。
車內(nèi)安全監(jiān)測(cè)的可靠保障
兒童及寵物遺留監(jiān)測(cè):毫米波雷達(dá)可安裝在車內(nèi),對(duì)車內(nèi)空間進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)車輛熄火并鎖車后,若雷達(dá)檢測(cè)到車內(nèi)有兒童或?qū)櫸锏壬w,系統(tǒng)立即啟動(dòng)警報(bào),通過(guò)車輛雙閃燈、鳴笛以及手機(jī) APP ???送等多種方式通知車主,防止因疏忽導(dǎo)致兒童或?qū)櫸锉贿z留在車內(nèi),避免悲劇發(fā)生。
駕駛員狀態(tài)監(jiān)測(cè):部分高端車型利用雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)監(jiān)測(cè)駕駛員的心跳、呼吸等生命體征,以及頭部姿態(tài)、身體動(dòng)作等。一旦檢測(cè)到駕駛員出現(xiàn)疲勞、分心或突發(fā)身體不適等異常狀態(tài),及時(shí)發(fā)出預(yù)警,提醒駕駛員休息或采取相應(yīng)措施,有效預(yù)防因駕駛員狀態(tài)不佳引發(fā)的交通事故。
發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)展望
隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化進(jìn)程加速,雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)在汽車電子領(lǐng)域?qū)⒂瓉?lái)更廣闊的發(fā)展空間。一方面,雷達(dá)性能不斷提升,如更高分辨率的 4D 毫米波雷達(dá)逐漸普及,不僅能探測(cè)目標(biāo)的距離、速度和角度,還能獲取目標(biāo)的高度信息,為車輛提供更全面、精準(zhǔn)的環(huán)境感知。另一方面,雷達(dá)與攝像頭、激光雷達(dá)等多種傳感器的融合趨勢(shì)愈發(fā)明顯,通過(guò)數(shù)據(jù)融合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,構(gòu)建更強(qiáng)大、可靠的汽車感知系統(tǒng),推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)向更高等級(jí)發(fā)展。
然而,技術(shù)發(fā)展并非一帆風(fēng)順。當(dāng)前,雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)面臨著成本控制、復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性以及信號(hào)干擾等挑戰(zhàn)。例如,在暴雨、沙塵等惡劣天氣下,雷達(dá)信號(hào)的準(zhǔn)確性可能受到影響;不同車輛雷達(dá)系統(tǒng)之間以及與其他電子設(shè)備之間,也可能存在信號(hào)干擾問(wèn)題。此外,高性能雷達(dá)傳感器的成本較高,一定程度上限制了其在中低端車型上的廣泛應(yīng)用。未來(lái),需要行業(yè)內(nèi)各方協(xié)同合作,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、優(yōu)化生產(chǎn)工藝等手段,降低成本,提升雷達(dá)在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性與穩(wěn)定性,確保雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)在汽車電子領(lǐng)域持續(xù)健康發(fā)展,為未來(lái)智能出行提供堅(jiān)實(shí)保障。