毫米波雷達(dá)的應(yīng)用場(chǎng)景是怎樣的

毫米波在諸多方面的應(yīng)用,使得毫米波異常火熱。其中,最為火熱的應(yīng)用之一為毫米波雷達(dá)技術(shù)。本文中,將從兩大方面對(duì)毫米波雷達(dá)加以闡述:1.車(chē)載毫米波雷達(dá)頻段劃分以及發(fā)展趨勢(shì)解析,2.介紹毫米波雷達(dá)的幾個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。如果你對(duì)毫米波,疑惑對(duì)毫米波雷達(dá)存在一定興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀。

一、車(chē)載毫米波雷達(dá)頻段劃分

(一)頻段介紹

從頻段上來(lái)看,比較常見(jiàn)的車(chē)載領(lǐng)域的毫米波雷達(dá)頻段有兩類。

1、24GHz,目前大量應(yīng)用于汽車(chē)的盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)、變道輔助。雷達(dá)安裝在車(chē)輛的后保險(xiǎn)杠內(nèi),用于監(jiān)測(cè)車(chē)輛后方兩側(cè)的車(chē)道是否有車(chē)、可否進(jìn)行變道。這個(gè)頻段也有其缺點(diǎn),首先是頻率比較低,另外就是帶寬(Bandwidth)比較窄,只有250MHz。

2、77GHz,這個(gè)頻段的頻率比較高,國(guó)際上允許的帶寬高達(dá)800MHz。據(jù)介紹,這個(gè)頻段的雷達(dá)性能要好于24GHz的雷達(dá),所以主要用來(lái)裝配在車(chē)輛的前保險(xiǎn)杠上,探測(cè)與前車(chē)的距離以及前車(chē)的速度,實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)、自動(dòng)跟車(chē)等主動(dòng)安全領(lǐng)域的功能。

從工藝層面來(lái)講,目前毫米波雷達(dá)的兩個(gè)主要工藝,一個(gè)是SiGe,一個(gè)是CMOS。SiGe的好處是傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)很成熟,在77GHz上SiGe的片子已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)。CMOS的好處是集成度更高,未來(lái)可以把基帶和射頻都集中在一個(gè)SoC上,這是一個(gè)非常好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。從出貨量上來(lái)看,目前還是SiGe比較大,因?yàn)樵诖蠊β是闆r下SiGe的性能比CMOS要好一些。這兩種技術(shù)目前是并存的,未來(lái)的一段時(shí)間也將持續(xù)并存。

(二)毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)

在眾多車(chē)載傳感器中,每個(gè)傳感器都有自身的特點(diǎn),都存在各自特有的應(yīng)用場(chǎng)景,所以未來(lái)一定是多種傳感器融合的解決方案最優(yōu)。汽車(chē)的安全性是一切發(fā)展的前提。各種傳感器協(xié)同工作來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛對(duì)周?chē)h(huán)境高精度低延時(shí)的監(jiān)控,而毫米波雷達(dá)憑借其可靠的表現(xiàn)(如應(yīng)對(duì)惡劣天氣條件)且唯一能夠“全天候全天時(shí)”工作的超強(qiáng)能力,成為了汽車(chē)ADAS不可或缺的核心傳感器之一!

(三)全球汽車(chē)出貨量的自動(dòng)化程度趨勢(shì)

除了不同傳感器之間孰優(yōu)孰劣之外,還有一個(gè)問(wèn)題非常重要,那就是24GHz和77GHz兩個(gè)頻段誰(shuí)更好。24GHz雷達(dá)傳感器的探測(cè)距離約50m左右,距離相對(duì)較短,主要用于盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)(BSD),變道輔助(LCA)等。77GHz雷達(dá)傳感器的的探測(cè)距離更長(zhǎng),可達(dá)到160m到230m。相比于24GHz,77GHz雷達(dá)傳感器的頻率更高、波長(zhǎng)變短、系統(tǒng)帶寬更寬,從而提高了距離和速度測(cè)量的精度和準(zhǔn)確度,主要用于自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)、汽車(chē)自適應(yīng)巡航控制(ACC)和前向防撞預(yù)警(FCW)等。

(四)24GHz頻段與77GHz頻段汽車(chē)?yán)走_(dá)傳感器的趨勢(shì)

目前市場(chǎng)需要的是在復(fù)雜的場(chǎng)景下,能夠更好解決問(wèn)題并且價(jià)格可接受的產(chǎn)品,因此未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),由于成本、性能、供應(yīng)鏈等問(wèn)題,77GHz雷達(dá)的分布位置和24GHz雷達(dá)將會(huì)完全不同,在整車(chē)上發(fā)揮不同的功能作用,77GHz并不會(huì)簡(jiǎn)單替代24GHz,而是會(huì)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)共存。

二、毫米波雷達(dá)應(yīng)用場(chǎng)景

(一)智慧辦公

在疫情防護(hù)的關(guān)鍵時(shí)刻,基于攝像頭AI的技術(shù)確實(shí)可以幫助我們減少日常工作中直接或間接的接觸,同時(shí)AI技術(shù)的采用也提升了辦公空間的使用體驗(yàn)和利用率,但攝像頭的大量使用也帶來(lái)了一個(gè)比較大的隱患,即如何保護(hù)個(gè)人隱私?尤其是在一些非公開(kāi)或半公開(kāi)空間的場(chǎng)所,如員工辦公區(qū)域、會(huì)議室等。

毫米波雷達(dá)相比攝像頭最大的優(yōu)點(diǎn)是不涉及隱私泄露,它的外觀沒(méi)有讓人不安的鏡頭設(shè)計(jì),更重要的是雷達(dá)的數(shù)據(jù)信息也是完全匿名的,符合相關(guān)隱私法規(guī)要求,可應(yīng)用于更多不適合部署攝像頭的辦公場(chǎng)景。

相比AI攝像頭技術(shù)隱私的問(wèn)題,毫米波雷達(dá)還具備效益優(yōu)勢(shì)。由于雷達(dá)的識(shí)別處理基本都在本地設(shè)備側(cè)完成,上傳到后臺(tái)云端數(shù)據(jù)量很少,僅僅為識(shí)別后的人員位置、軌跡信息或者統(tǒng)計(jì)處理后的信息,所以對(duì)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬、云端資源的需求都非常有限,從而可以幫助企業(yè)大大降低系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。

(二)智能家居

在養(yǎng)老家居領(lǐng)域,多方位感知變得尤為重要。需要實(shí)時(shí)保證居家老人呼吸心跳數(shù)據(jù)、睡眠質(zhì)量等生理檢測(cè)數(shù)據(jù)的正常。此外,目前在智慧家居中,保護(hù)個(gè)人隱私生活方面漸成剛需,卻也成痛點(diǎn),亟待技術(shù)突破來(lái)填補(bǔ)空白。而毫米波雷達(dá)產(chǎn)品,不受光線和隱私的限制,通過(guò)測(cè)量生理呼吸來(lái)判斷是否有人,同時(shí)還可以通過(guò)測(cè)量呼吸心跳,來(lái)判斷老人的生理狀態(tài),對(duì)一些突發(fā)時(shí)間的報(bào)警有不可替代的功能,將有效滿足居家養(yǎng)老需求。

此外,在傳統(tǒng)智能家居中,自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)、燈、燃?xì)?以及非法闖入是靠攝像頭和紅外傳感器報(bào)警聯(lián)合系統(tǒng)運(yùn)作的,但攝像頭的隱私問(wèn)題和紅外的準(zhǔn)確性在很多場(chǎng)景無(wú)法解決。毫米波雷達(dá)產(chǎn)品的準(zhǔn)確性,隱私性完全沒(méi)有障礙。與此同時(shí),雷達(dá)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性高,信號(hào)輸出簡(jiǎn)單,方便場(chǎng)景互動(dòng),由于具備穿透性特點(diǎn),可以十分便捷將雷達(dá)裝入家電和燈具中使用,與攝像頭形成互補(bǔ)聯(lián)動(dòng)。

除了以上介紹的應(yīng)用領(lǐng)域外,毫米波雷達(dá)還廣發(fā)應(yīng)用于智慧交通、工業(yè)業(yè)制造中,比如以智慧工廠為例,可以邊緣實(shí)現(xiàn)智能感應(yīng),可以進(jìn)一步完善機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)器人感知的全智能。