汽車雷達網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成和發(fā)展狀況概述

為了對目標位置做出估算，可以采用高斯-牛頓迭代算法。由于上述運算能夠給出運動目標位置的迪卡爾坐標，因此很方便確定位置估算的精度和分辨率。

上述方法中，位置估算的精度取決于近距離傳感器的性能和一致性。對于多運動目標的速度、距離和方位角的估算，主要通過安裝在汽車上不同方向的其它汽車雷達網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，由汽車中央處理器以及高速數(shù)字信號處理器協(xié)同做出判斷。汽車雷達傳感器目前主要采用基于GaAs(鎵砷)器件工藝技術(shù)的MMIC實現(xiàn)。

發(fā)展趨勢

根據(jù)Strategy Analytics的統(tǒng)計，從事汽車雷達系統(tǒng)的開發(fā)的領(lǐng)先廠家有德國的ADC、西門子和Bosch公司，美國的Amerigon、Delphi和Eaton VORAD公司，日本的Denso、Epsilon Lambda、Fujitsu Ten、Hitachi, Japan、NEC和Omron公司，此外，還有瑞典的Autoliv Saab公司。

實現(xiàn)汽車雷達網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)是如何采用GaAs(鎵砷)器件的工藝技術(shù)來設(shè)計和制造低成本的汽車近/遠距離雷達傳感器，進而降低整個汽車雷達網(wǎng)絡(luò)的成本。國際上領(lǐng)先的GaAs器件制造商包括：Agilent、Alpha Industries、Caswell、Celeritek、Filtronic、Fujitsu、Infineon、M/A-COM、OMMIC、Raytheon、Toshiba、TriQuint、TRW、UMS等公司。

目前，盡管國際上將汽車雷達網(wǎng)絡(luò)所用頻段定義為77GHz頻段的研究很充分，但是，具體采用什么頻段，每個國家還有差異，目前關(guān)于汽車用短距離雷達的爭論焦點之一是采用24GHz頻段還是77GHz頻段？甚至還有65GHz頻段。爭論的原因是77GHz雷達器件的成本和技術(shù)成熟度問題。汽車行業(yè)協(xié)會傾向于采用24HGz頻段，而在歐洲，像CEPT ECC/DEC這樣的標準組織已經(jīng)將77GHz頻段分配給汽車雷達。因此，77GHz雷達傳感器的成本和技術(shù)成熟度是汽車雷達網(wǎng)絡(luò)是否能夠在市場上取得普及應(yīng)用的關(guān)鍵。

在77GHz雷達傳感器的研發(fā)方面，國外GaAs器件制造商的進展很快，已經(jīng)出現(xiàn)了一些極具性價比的汽車雷達傳感器，一些報道甚至預(yù)言在2004年末2005年，汽車雷達網(wǎng)絡(luò)的市場將啟動，并有望成為普及型轎車的基本配置。

作為汽車雷達的關(guān)鍵器件，NDS和FDS的參數(shù)如何定義還沒有具體的標準，無源天線設(shè)計的方案和調(diào)制的方法多種多樣，配套的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的許多高層協(xié)議也仍然在研發(fā)之中。盡管爭論很多，但是，基于GaAs工藝的MMIC將使汽車雷達傳感器設(shè)計和制造技術(shù)的主流。許多組織已經(jīng)按照業(yè)界的事實標準來推進在汽車雷達網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計工作，或者正在積極推進針對本地區(qū)市場的汽車雷達網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)計劃，例如歐洲的RadarNet計劃，并將其與其它汽車電子系統(tǒng)集成在一起，構(gòu)成汽車的智能化的汽車動態(tài)控制系統(tǒng)[8](圖5)。

圖5：汽車動態(tài)控制系統(tǒng)的原理圖汽車雷達網(wǎng)絡(luò)作為汽車安全系統(tǒng)的一個部分，實現(xiàn)方案多種多樣，與汽車電子的信息化結(jié)合在一起，給人們想象的空間非常廣闊。未來的汽車電子系統(tǒng)將包括：汽車電子控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、駕駛動態(tài)信息系統(tǒng)等等，汽車雷達在未來汽車電子系統(tǒng)中占據(jù)基礎(chǔ)地位，它是智能汽車的眼睛。需要注意的是：隨著圖像傳感器的發(fā)展，汽車安全系統(tǒng)的開發(fā)多了一個新的發(fā)展思路。如圖6所示，這對中國汽車行業(yè)來說，既是機遇，也是巨大的挑戰(zhàn)。

圖6：未來的汽車電子系統(tǒng)將由安全駕駛控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)兩大部分組成汽車雷達網(wǎng)絡(luò)相對于其它系統(tǒng)，技術(shù)門檻要低得多。目前，中國汽車雷達的開發(fā)還主要集中在汽車倒車雷達、汽車雷達測速器的開發(fā)上面，所使用的技術(shù)和頻段差別很大，還沒有從器件、頻率分配、汽車雷達網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、近距離和遠距離雷達傳感器、運動目標位置估算算法、運動目標的分類、汽車專用信號處理器等多層次、系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)鏈的角度來研究和開發(fā)汽車雷達網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這與國際上日益普及的汽車雷達研究與應(yīng)用相比，還存在很大的反差。這種狀況與中國作為全球的汽車消費大國的地位是不相適應(yīng)的。

通過汽車雷達網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)，可以帶動車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、車載計算技術(shù)的發(fā)展，并推進中國傳感器產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級。這些研究和開發(fā)工作的基礎(chǔ)之一是頻段分配問題，它是中國企業(yè)參與競爭不可回避的重要技術(shù)和經(jīng)濟問題。

本文總結(jié)

通過本文所介紹的內(nèi)容，希望中國汽車電子行業(yè)認清現(xiàn)狀，把握市場機遇，為汽車雷達網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用普及，為給司乘人員提供更加安全和舒適的駕駛和乘車環(huán)境，為讓整個社會交通事故的比例大幅度降低做出貢獻，同時，在即將形成的巨大的汽車雷達網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)行業(yè)爭得一席之地。