雷達(dá)技術(shù)增添汽車「視覺」生命力

       前言：

       自汽車發(fā)明問世，每年在全球道路上因汽車意外已造成上千萬(wàn)人受傷，嚴(yán)重的是喪失寶貴生命，全球各地的政府、機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)單位無(wú)不盡心研發(fā)主動(dòng)性預(yù)防意外科技，目標(biāo)就是希望通過創(chuàng)新的車用電子技術(shù)，降低車禍?zhǔn)鹿拾l(fā)生機(jī)率。

       車輛雷達(dá)偵測(cè)系統(tǒng)的主要工作，就是必須在能見度降低時(shí)，協(xié)助駕駛者辨識(shí)前、后方，甚至是左右兩側(cè)，約20～200公尺周邊行車狀況，用以雷達(dá)技術(shù)建立的駕駛輔助系統(tǒng)，辨識(shí)的道路其它汽車與障礙物，降低道路事故風(fēng)險(xiǎn)。

       談到車輛雷達(dá)偵測(cè)基本原理，就像鏡子反射一樣，利用搭載于車輛上的雷達(dá)系統(tǒng)送出射頻電磁波，一旦前方有車輛或其它障礙物時(shí)，射頻電磁波便會(huì)被反射回來(lái)，再經(jīng)由雷達(dá)芯片接收這些反射訊號(hào)，經(jīng)由計(jì)算便可獲得障礙物與行車間的距離，若駕駛者沒有在第一時(shí)間做出反應(yīng)措施（如轉(zhuǎn)向或煞車動(dòng)作），雷達(dá)系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出警示聲響告知駕駛注意路況，甚至主動(dòng)介入操控適時(shí)減速反應(yīng)；若不幸發(fā)生碰撞時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)傳遞緊急訊息至頭枕、安全帶、煞車系統(tǒng)及安全氣囊等主/被動(dòng)安全機(jī)制，協(xié)助舒緩沖擊時(shí)所造成的傷害。

       

       △圖說(shuō)：當(dāng)前后車輛之間車距太近時(shí)，汽車?yán)走_(dá)偵測(cè)控制系統(tǒng)便會(huì)發(fā)生警示聲響提醒駕駛者，或者自動(dòng)降低引擎動(dòng)能，例如：降低轉(zhuǎn)速或者啟動(dòng)煞車，確保行車安全。（www.Honda.com）

       雷達(dá)系統(tǒng)也會(huì)有盲點(diǎn)

       目前來(lái)說(shuō)，運(yùn)用在汽車上的微波雷達(dá)所使用的頻率，主要是以23到24、60到61、76至77GHz等幾個(gè)頻段，其波長(zhǎng)歸屬于毫米級(jí)，一般又稱之為毫米波雷達(dá)。不過，由于車用雷達(dá)是應(yīng)用在上述的這些特殊頻段上，而微波輻射能量若散發(fā)在大氣中容易產(chǎn)生較大的衰減性，使得雷達(dá)訊號(hào)傳遞限制只能在較短范圍內(nèi)，若應(yīng)用在中、長(zhǎng)距離范圍時(shí)，雷達(dá)偵測(cè)準(zhǔn)確性易產(chǎn)生較大誤差。

       其次，由于汽車屬于移動(dòng)快速物體，若駕駛者將汽車行駛在復(fù)雜環(huán)境中，如：轉(zhuǎn)彎、轉(zhuǎn)換路線、上下坡，甚至是架設(shè)于道路兩旁的標(biāo)志物、路樹，以及各式各樣的惡劣環(huán)境天候等，使得雷達(dá)對(duì)主要偵測(cè)的目標(biāo)物辨識(shí)率降低，容易增加誤報(bào)率。

       最后，就是成本問題；一般來(lái)說(shuō)，在生產(chǎn)制造車用雷達(dá)過程中，所使用的化合物半導(dǎo)體材料是以砷化鎵(GaAs)為主，雖然近年來(lái)的市場(chǎng)價(jià)格略有下降，但就整體成本來(lái)看，目前汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)市場(chǎng)，售價(jià)仍超過2,000美元，零件單價(jià)居高不下，對(duì)商業(yè)應(yīng)用端來(lái)說(shuō)，還是過于昂貴。若要讓雷達(dá)偵測(cè)系統(tǒng)普及應(yīng)用在大多數(shù)的汽車中，前述問題還需要一一克服。 

 

       視覺是未來(lái)汽車的新趨勢(shì)

       利用雷達(dá)芯片是可以改變現(xiàn)況的，未來(lái)的雷達(dá)芯片設(shè)計(jì)必須讓汽車在多變的移動(dòng)環(huán)境中，如：濃霧、大雨及大雪紛飛的天氣環(huán)境下還具備有「視覺」效果。這是許多關(guān)注車輛安全專家所一致認(rèn)同的，預(yù)期在 2010年后，汽車廠商便會(huì)將中、長(zhǎng)程的雷達(dá)偵測(cè)系統(tǒng)，將大幅進(jìn)入中、高階汽車市場(chǎng)中。

       在新材料與新工藝工藝方面，目前部份半導(dǎo)體廠商采用新式的硅鍺 (SiGe)工藝技術(shù)CMOS材料，應(yīng)用在生產(chǎn)毫米波雷達(dá)偵測(cè)系統(tǒng)核心技術(shù)─射頻芯片上，除大幅壓低20％車用雷達(dá)射頻模塊系統(tǒng)制作成本外，也將雷達(dá)偵測(cè)模塊尺寸縮小25％，不但價(jià)格更為低廉、且性能較以往設(shè)計(jì)更高，使車用雷達(dá)普及化過程中，變得更為容易。

       另外，單晶微波集成電路(MMIC)技術(shù)也是改變的重點(diǎn)，應(yīng)用在車輛雷達(dá)偵測(cè)系統(tǒng)技術(shù)上，主要能夠讓訊號(hào)的收發(fā)模塊，所使用的主動(dòng)與被動(dòng)組件都能整合在同一塊基板上，并達(dá)到實(shí)用化階段，一方面可提升收發(fā)模塊的技術(shù)性能，提升產(chǎn)品的一致性，不論是縮小尺寸或是重量要求，都可符合汽車產(chǎn)業(yè)需求；這對(duì)汽車廠或車用雷達(dá)廠商，甚至汽車駕駛者來(lái)說(shuō)，都是可喜的好消息。

          

       汽車安全科技不能只是少數(shù)人獨(dú)享

       將雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用汽車上，因?yàn)槔走_(dá)系統(tǒng)本身的成本需要考慮，所以在初期僅適用于少數(shù)高階汽車上。但是汽車安全的定義絕非如此，真正的汽車安全，還是要讓車用雷達(dá)的先進(jìn)汽車安全控制系統(tǒng)普及到一般的汽車中，市場(chǎng)才前景可言。雖然部份駕駛者會(huì)認(rèn)為，車用雷達(dá)頂多只是多了一項(xiàng)「提醒」、「預(yù)警」?jié)撛谛熊囄ｋU(xiǎn)的道具，但大部分汽車工程師卻持不同想法，認(rèn)為若能妥善應(yīng)用車用雷達(dá)系統(tǒng)，應(yīng)該會(huì)是讓行車更感安全的科技設(shè)備。

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