汽车雷达防撞.doc

 PAGE \* MERGEFORMAT 10 一．汽车防撞系统的定义及组成。 CCAS就是「Car Collision Avoidance System 」的简称，即为「汽车防撞系统」。 防撞雷达装置即汽车防撞系统，是防止汽车发生碰撞的一种智能装置。它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其它障碍物体，发出警报或同时采取制动或规避等措施，以避免碰撞的发生。防撞雷达装置主要由三个部分组成：（1）信号采集系统：采用雷达、激光、声纳等技术自动测出本车速度、前车速度以及两车之间的距离；（2）数据处理系统：计算机芯片对两车距离以及两车的瞬时相对速度进行处理后，判断两车的安全距离，如果两车车距小于安全距离，数据处理系统就会发出指令；（3）执行机构：负责实施数据处理系统发来的指令，发出警报，提醒司机刹车，如司机没有执行指令，执行机构将采取措施，比如关闭车窗、调整座椅位置、锁死方??盘、自动刹车等；防撞雷达装置高集成化、高智能化、高适应性：集声、光、电、机多方面的高科技组合。智能化的处理器，识别处理指令速度远远高于人脑的最快反映速度。适用于各种类型汽车的安装。由于车祸事件日驱严重，所以近年来各国(尤以欧洲为主)，都在致力发展CCAS，但由于其成本高昂而未得到广泛的应用。 二．DSP（Digital Signal Processing）的介绍 DSP是一种价格低廉但性能高的芯片,将接受到的讯号(从雷达那)转成数字讯给计算机,让计算机做距离等的运算判断,别于现在市面上的倒车雷达,它必须精密计算,并且自动煞车,此芯片也正朝自动驾驶迈进! DSP是微处理器的一种。这种微处理器具有极高的处理速度 。 DSP的出现使得极大的推动了汽车防撞雷达技术研究，使汽车防撞雷达系统在普通汽车中的实现和普及成为可能。 三．汽车防撞的几种探测方式 目前汽车防撞系统按目标探测方式主要有激光、超声波、红外等一些测量方法，不同的目标探测方式其工作过程和原理有不同之处，但它们的主要目的都是通过前方返回的探测信息判断前方车辆和本车间的相对距离，并根据两车间的危险性程度做出相应的预防措施。下面对不同的探测方法进行介绍和比较。 1．激光方式 激光具有高单色性，高方向性和相干性好等特点，因此激光波束近似直线性，很少扩散，波速能量集中，传输距离远。汽车防撞采用激光探测技术时，其工作原理为：首先利用本车装备的激光雷达发射激光束照射到前车的反光镜，然后检测反射回来的激光速的到达时间，根据激光束从发射到返回的时间差来判断两车的距离。 激光测距的测量精度很高，技术上已经有了很大的进步。但是，在汽车防撞领域，激光测距的应用具有局限性，主要是因为激光测距方式受天气状态、汽车的震动及反射镜表面磨损、污染等因素影响较大，测距精度难以保证。所以在汽车防撞领域激光测距方式没有得到发展。 2．超声波方式 超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性——反射、折射、干涉等等，超声波测距就是利用其反射特性，工作原理和声纳回声定位的原理基本相同。超声波发射器不断发射出某一频率的超声波，遇到被测物体后反射，当超声波接收器接受到反射信号，将其转变为电信号，测出发射波和反射波的时间差，根据声速即可求得距离。但是超声波测距的最大问题就是探测距离短，而且天气状态对它影响很大，所以超声波测距主要运用于倒车雷达等近距离测距。 3．红外线方式 红外线测距和激光、超声波测距在原理上基本相同，均是根据发射波和反射时间来判断目标的距离，红外线测距在技术上难度不大，构成的测距系统成本低廉，但是在恶劣的天气和长距离探测方面仍然不能满足汽车防撞的要求。 4．毫米波方式 毫米波是指波长介于1～10mm之间的电磁波，毫米波雷达测距在原理上和以上几种测距方式类似，但它克服了其他几种探测方式在汽车防撞运用中的缺点。 毫米波雷达。 毫米波雷达的主要特征有： 1）? 稳定的探测性能。不受被测物体表面形状、颜色等的影响；对大气紊流、气涡等具有适应性。 2）? 良好的环境适应性。毫米波雷达的穿透能力很强，其测距精度受雨、雪、雾及阳光等天气因素和杂音、污染等环境的影响较小，可以保证车辆在任何天气下的正常运行。 从以上比较可以明显看出毫米波雷达比其他方式有更大的优越性，能够适应汽车防撞系统的要求。同时，更令人感兴趣的是，毫米波雷达不仅可以测量目标距离，而且还可以测量目标物体的相对速度及方位角等参数，使汽车在恶劣气候条件下实现盲行成为可能。此外，在相同的测量条件下毫米波雷达结构简单、分辨率高、天线部件尺寸小。 四．毫米波雷达目标探测的工作原理 根据测距原理的不同，毫米波雷达测距有脉冲雷达和调频连续波（FMCW）雷达两种。 1．? 脉冲雷达 脉冲测距的原理（如图1所示）是通过判断发射脉冲信号与目标反射脉冲信号之间的时间差τ，结合毫米波