如何使用77Ghz单芯片毫米波传感器实现自动停车

winniewei 提交于 周三, 02/20/2019
如何使用77Ghz单芯片毫米波传感器实现自动停车

作者:德州仪器Kishore Ramaiah

您是否曾经花时间在购物中心或杂货店寻找停车位,且希望可在入口处下车并自行停车,尤其是在下雨或天气极度炎热恶劣天气时?若您不必四处寻找停车位,将会节省多少时间?(或者,如果无需支付代客泊车服务节省多少钱?)。自动停车将会迅速成为现实,汽车制造商们正在采用毫米波(mmWave)雷达传感器实现自动停车。

您可能想知道:环绕式摄像头和超声波传感器是否已具备实现停车的能力?今天的传感器可提供停车辅助换言之,驾驶员仍然必须根据传感器给出反馈做出判断。因此,汽车并非完全自主。

自主停车需要首先识别空车位或“自由空间”,距离约为40米。这是它的“搜索模式”。一旦确定了一个开放空间,汽车就需要机动进入并停放,称为“停车模式”。

为了实现自动停车功能,传感器应能够在任何环境条件下,在宽视野范围内检测到其他车辆、路缘石和行人等从3厘米到超过40米的物体。毫米波传感器通过精确检测距离小于25厘米以的较小物体(例如从地面突出的金属棒)来帮助实现此功能,这些物体可能尚不能被其感应模式有效感应到。毫米波传感器还可在各种天气和照明条件下继续运行。

传感器安装

在汽车中安装传感器是当今的主要挑战。由于毫米波传感器可轻松安装在保险杠后面,车主无需在车身或底盘上打孔。毫米波能够无障碍穿过塑料和保险杠等固体材料,因此无论汽车制造商或汽车型号如何,都能实现安装标准化。与其他传感模式相比,在汽车周围实现360度感应能力所需的传感器数量也少很多。围绕汽车一周只需安装八个传感器,可实现360度感应,如图1所示。

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图1:毫米波传感器可汽车周围提供360度感应功能,实现自动停车应用

多模传感器

通过重新利用现有的前后角形雷达(多模式)实现自动停车。当汽车处于驾驶模式时,这些传感器可用作盲点检测传感器或车道变换辅助传感器,可支持在80米的距离检测其他车道中的汽车。当汽车处于搜索或停车模式时,传感器的配置会动态变化,以便能够感应距离的物体,40米到小于10厘米不等,符合停车应用的范围。车门的多模式障碍物检测传感器也可用于停车应用。基于这些特性,毫米波传感器对顶级汽车制造商越来越有吸引力。表1列出了将毫米波传感器用于自动停车应用的优势。

特性

优势

检测范围长

感测距离大于40米的行人和其他物体

广视野

感知汽车周围3D空间中的物体

重新利用角形雷达传感器

减少系统级所需的传感器数量

多模式能力

动态感测40米或5米的物体

表1:将毫米波传感器用于自动停车应用的系统级优势

德州仪器(TI)的AWR1843是一款77 Ghz单芯片毫米波传感器,集成了数字信号处理、存储器和雷达加速单元,可实现自动停车应用,如图2所示。

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图 2:AWR1843停车芯片的组件

表2展示AWR1843的应用优势

特性

优势

发射天线

检测方位角和仰角平面中的物体

DSP和片上存储器

有效地处理芯片上的复杂算法

雷达加速器单元

在硬件中执行快速傅里叶变换操作以加速该过程

每个发射天线5度相位旋转器

执行波束成形,增强物体检测

表2:AWR1843器件功能和应用优势

汽车制造商和顶级原始设备制造商越来越多地采用毫米波传感器来提供各种驾驶员辅助和自动停车功能。这主要是因为毫米波提供的功能和优势 - 更高的集成度、(意味着更小尺寸) 助益自动驾驶。

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