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无人驾驶从容“自驾”,揭秘背后的黑科技!

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夜间无人驾驶、24小时在线……在北京经开区企业的努力下,这些科幻的词汇正在成为现实。目前,车载毫米波雷达越来越多地被用于无人驾驶中。那么,车载毫米波雷达到底有何魅力?

图为首钢园无人驾驶车辆在道路上行驶(无人车内拍摄)。 摄影/赵昂

作为无线电波中的一段,波长为1~10毫米的电磁波称毫米波。毫米波雷达,是指工作频段在毫米波频段的雷达,其测距原理跟普通雷达一致,把无线电波发出去,然后接收回波,根据收发之间的时间差测得目标的位置数据。应用于无人驾驶的毫米波雷达波段主要集中在24GHz~77GHz范围。波段在24GHz左右的毫米波雷达检测距离有限,因此常用于检测近处的障碍物,并被用来实现盲点检测、变道辅助等,主要为换道决策提供感知信息。而性能良好的77GHz雷达的最大检测距离可以达到160米以上,因此常被安装在前保险杠上,正对汽车的行驶方向。

车载毫米波雷达在工作时,通过内置天线向外发射毫米波信号。毫米波信号包括接收模块和发射模块。发射后的毫米波信号遇到行人其他车辆、路障等目标后会反射回波,毫米波信号接收模块及时接收反射回波后,对信号进行滤波等处理,从而获得精度极高的周围目标物体间的相对速度、距离、运动方向等物理环境信息。计算机系统会把这些信息进行识别、分类,将数据进行汇总处理,交给车载中央处理单元(ECU)进行行驶信息的决策,自主干预控制车辆的行驶方式,达到无人控制的自动驾驶目的。此外,ECU可以通过语音、灯光等方式对驾驶员进行提醒、警告,可以提高驾驶的安全性能。

在实际应用中,相比于激光雷达易受天气影响的缺点,车载毫米波雷达全天候运行,受雨、雪、霾恶劣天气的影响小,稳定性高;与摄像头相比,车载毫米波雷达可以在黑夜中工作,稳定性更高。此外,毫米波雷达还可以帮助汽车感知周边环境,发现识别物体,通过距离、角度、速度等参数对汽车避让物体、防碰撞等进行引导。

专家:北京邮电大学计算机科学与技术研究专业副教授张忠宝

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2023-12-02
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