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  • 1 # 車圖騰

    車後面明明沒啥東西,倒車雷達卻響個不停...真是見鬼了嗎?

    呵呵。

    現在最常見的一項裝備或許就是駐車雷達了,它可以幫助人們判斷車距,簡化駕駛者停車時的難度,尤其對新手司機來說,更為實用。

    後來在駐車雷達的基礎上,衍生出了自動泊車系統,司機只需要根據提示操作油門、剎車及檔位,無需干預方向盤,也不需要聚精會神地判斷車距,就可以把車完美地停進狹窄的車位,而且有的根本就不用操作油門剎車和檔位。此外,目前流行的ACC自適應巡航、BLS盲區監測等系統也都用到了雷達。

    那麼,有些司機就好奇了,雷達這麼強大的功能,究竟是如何實現的呢?尤其是如今的ADAS系統使用的毫米波雷達,又有哪些特別之處?今天,車突突就來聊聊車上的雷達是如何工作的。

    雷達是如何工作的?

    學過物理的讀者們,或許都很瞭解雷達的工作原理了,不過還是要說一樣。

    雷達在汽車上起到的作用和司機們坐在汽車裡對汽車的作用,可以說是功效相當的,都相當於汽車的眼睛和耳朵,並且它們之間的工作方式可以說是極其相似的。

    我們看到的人和景,其實看到的是它們反射到眼睛的可見電磁光波,聽聲音則是接收傳遞到耳膜的聲波,它們透過上下振動保持不斷向前傳播的趨勢。

    這麼說來,車突突平日裡看到的都是“鬼”?

    駕校教練言傳身教的“眼觀六路,耳聽八方”,就是要司機們在開車時,不斷接收車子周圍的這些波,從而判斷車子與周圍事物之間的距離。

    汽車上的雷達的工作原理,就和我們的耳朵十分相似。它先是透過發射機把電磁波能量向特定的方向發射出去,處於此方向的物體會將一部分電磁波反射回去,這部分反射的電磁波會被雷達接收機接收,透過判斷電磁波傳送到接收之間的時間就可以判斷出物體與雷達之間的距離,而這個距離通常就是障礙物與車子上的這顆雷達之間的距離。

    而在不同方向上發射出的電磁波在反射回雷達接收機後,雷達就可以透過電磁波角度和反射時間判斷出障礙物的長、寬、高了。

    那麼這樣的測量方法準不準呢?因為電磁波的傳播速度接近光速,大約為30萬千米每秒,所以雷達計算出的資料還是相當精確的。

    如果這樣理解起來還是有些生澀,舉一個形象的例子,雷達的工作過程就好比相互有好感的年輕男女,只需要一顰一笑這樣的“暗送秋波”,就可以領會相互之間的這種好感,下一步行動也就順理成章了。

    這樣來看,汽車上的駐車雷達系統,是不是很神奇的存在?居然用這麼簡單的方式,實現瞭如此強大的功能。

    在時下流行的ADAS輔助系統上,駐車雷達那套系統就不太靈光了。由於它們發射的電磁波波長較長(通常在1-10cm),因此波束通常較寬,不僅解析度不夠高,也容易受周圍物體的干擾,從而影響雷達判斷障礙物的實際尺寸。

    舉個栗子,如果你近視度數比較高,當遠遠看到有人向你走來時,或許只能分辨出是男性還是女性,至於是不是自己的朋友,只有等他們走近時,才能清晰地看到。

    於是毫米波雷達就得到了應用,它的波長通常在1-10mm,即電磁波的振幅不超過1cm,可以實現窄波束,相比普通雷達來說它的精度更高,也不易受周圍環境影響,因此測量出物體的形狀、方位等也就更為精確。

    舉個形象的例子,普通雷達如同抽象派畫家,測量出的物體比較抽象。

    而毫米波雷達如同高畫質相機,測量出的物體更加具象,甚至是毛髮可見。

    與此同時,高速行車時的短短一瞬,都可能帶來不可預估的後果。而毫米波雷達的這種特點更加適合測量相對距離、相對速度、角度等,可以根據這些資訊進行目標分類識別和追蹤,也就更適合用於ACC自適應巡航、BLS盲區監測等,從而取代普通雷達,成為ADAS系統的首選。而人們普遍期待的自動駕駛,也得以實現。

    那麼,毫米波雷達又是怎麼測距、測速的呢

    大家都知道,相比於普通定速巡航系統,ACC自適應巡航加入了跟車排隊功能,即在巡航時,前車減速,巡航車輛也自動減速甚至停車,前方車輛再次起步,後車也隨之起步行走。就好比在視窗辦理業務排隊時的場景一樣。

    在測距方面,和普通雷達的工作原理十分相似,毫米波雷達向外發射調頻連續波(三角波),透過接收前方物體反射回的電磁波,結合發射到接收的時間長短,計算出二者之間的相對距離。再結合自身的車速,即可計算出二者之間的相對速度。當相對速度為零時,意味著兩輛車的速度相同,ACC就可以控制車輛保持固定速度巡航。一旦相對速度變為正數時,意味著前車速度放慢,此時ACC就要控制汽車降低速度了,反之,相對速度變為負數時味著前車速度加快,ACC就要控制汽車加速行駛了。

    看起來雷達的工作原理很簡單,但想要實現ACC自適應巡航以及自動駕駛卻並不容易。除了上面提到的雷達工作原理,這些系統的正常工作需要雷達感測器訊號處理系統後端演算法三大部分共同努力完成。其中想要讓這些系統正常工作,精準可靠地測量出車距、車速和障礙物等資訊,再精準控制車輛行駛,後端演算法顯得尤為重要,而它需要IT工程師結合數以億計的資料建模、寫演算法,再透過不斷的測試進行最佳化,才能保證萬無一失。

    與此同時,它還受專利保護,授權費十分昂貴,在車載毫米波雷達成本中的佔比最高。也因此只有ACC自適應巡航等少數科技化配置才會使用毫米波雷達系統。

    最後的最後,車突突忽然想起一位朋友的遭遇:

    清明時節回家上墳,完事後準備開車回家,打到倒擋上,發現雷達響個不停,下車後檢視卻發現毛都沒有!而且當時天色已晚,著實把他嚇了一跳:這是見鬼了嗎?

    話說這種情況並不是偶發事件,不少人其實都遇到過。原因很簡單:

    1、雷達探頭上有髒東西(真的髒東西),如灰塵、泥土、雨雪冰等,這時只需用紙巾或毛巾什麼的擦乾淨就可以了;

    2、雷達探頭進水了,這種基本上就廢了,需要更換;

    3、雷達探頭鬆了,顛簸路跑多了,難免會松,擰緊即可;

    4、雷達探頭有損傷,比如之前撞過之類的,這就得換探頭了;

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