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Dati PCB - Come applicare l'onda millimetrica in veicoli senza equipaggio?

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Dati PCB - Come applicare l'onda millimetrica in veicoli senza equipaggio?

Come applicare l'onda millimetrica in veicoli senza equipaggio?

2022-10-18
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Author:iPCB

Onda millimetrica Le tecnologie laser e laser hanno importanti applicazioni nel campo dei veicoli senza pilota, in particolare tecnologie legate alle onde millimetriche. Durante la ricerca e lo sviluppo di veicoli senza pilota, onda millimetrica radar è spesso utilizzato come uno dei sensori di guida senza pilota. Il motivo è che il sensore d'onda millimetrica ha una distanza di misura più lunga del radar laser e della fotocamera, e può mantenere il funzionamento stabile in condizioni meteorologiche avverse come pioggia e neve. Ciò dimostra che la tecnologia delle onde millimetriche svolge un ruolo importante nel campo dei veicoli senza pilota. In questo articolo, introdurremo le conoscenze pertinenti di radar a onde millimetriche e come applicare l'onda millimetrica ai veicoli senza equipaggio.


Panoramica del mercato radar a onde millimetriche

Attualmente, la tecnologia radar a onde millimetriche è principalmente monopolizzata dai giganti tradizionali delle parti come Continentale, Bosch, Dianzhuang, Autoliv, Denso, Delphi e soprattutto dai radar a onde millimetriche a 77GHz. Solo Bosch, Continental, Delphi, Dianzhuang, TRW, Fuji Tongtian, Hitachi e altre aziende padroneggiano la tecnologia. Nel 2015, la quota di mercato di Bosch e dei radar automobilistici continentali era del 22%, posizionandosi al primo posto al mondo.

Il radar a onde millimetriche a lungo raggio Bosch è il suo prodotto principale. Il suo raggio di rilevamento può raggiungere i 250 metri. È il radar d'onda millimetrica più lungo raggio attualmente, utilizzato principalmente nel sistema di controllo automatico ACC. La terraferma è relativamente completa e il suo prodotto principale è il radar d'onda millimetrica 24GHz. Hella prende il radar 24GHz come il suo core, con la più ampia gamma di clienti e la più grande quota di mercato nel campo 24GHz al mondo.

Quota di mercato dei produttori stranieri di radar ad onde millimetriche

radar a onde millimetriche

Caratteristiche di radar a onde millimetriche

In termini di selezione di frequenza del radar ad onde millimetriche, ogni paese ha principalmente tre bande - 24GHz, 60GHz e 77GHz, e ora si sta avvicinando a 77GHz. Europa e Stati Uniti hanno scelto di concentrarsi su 77GHz, mentre il Giappone ha scelto la banda di frequenza 60GHz. Con l'ampia applicazione di radar d'onda millimetrica 77GHz in tutto il mondo, il Giappone si è gradualmente rivolto allo sviluppo di radar d'onda millimetrica 77GHz.

Attualmente, il radar a onde millimetriche appare principalmente sotto forma di sistema SRR (Short Range Radar) 24GHz + sistema LRR (Long Range Radar) 77GHz. Il radar a onde millimetriche 24GHz è principalmente responsabile del rilevamento a corto raggio, mentre il radar a onde millimetriche 77GHz è principalmente responsabile del rilevamento a lungo raggio.

1. Il radar 77GHz è più piccolo del radar 24GHz. La lunghezza d'onda del radar 77GHz è inferiore a un terzo di quella di 24GHz, quindi l'area dell'antenna ricetrasmettitore è notevolmente ridotta e la dimensione dell'intero radar è effettivamente ridotta, il che è molto vantaggioso per la ricerca della miniaturizzazione.

2. il radar 77GHz può soddisfare i requisiti di alta potenza di trasmissione e larghezza di banda di lavoro ampia allo stesso tempo, che gli consente di raggiungere il rilevamento a lunga distanza e la risoluzione ad alta distanza allo stesso tempo.

3. il radar 77GHz è più difficile progettare e produrre antenna, circuito RF, chip, ecc., con maturità tecnologica bassa e costo più elevato al momento.

Inoltre, ITU ha classificato 79GHz come applicazione nel campo della sicurezza automobilistica nel 2015, in grado di rilevare i pedoni e colpire più bersagli. In futuro, potrebbe sostituire 24GHz come radar a corto raggio e essere ampiamente utilizzato.


Vantaggi del radar a onde millimetriche

Il radar a onde millimetriche ha le caratteristiche di lunghezza d'onda lunga, di banda larga di frequenza (ampio intervallo di frequenza) e di forte penetrazione, che formano i vantaggi del radar a onde millimetriche:

1. forte capacità di penetrazione, non influenzata dal tempo. L'atmosfera ha un effetto attenuante sulla propagazione della banda radar. L'attenuazione del radar a onde millimetriche è più debole di quella del raggio infrarosso, del microonde, ecc. in aria pulita, pioggia, nebbia, fumo e inquinamento ed ha una maggiore capacità di penetrazione. Il radar a onde millimetriche ha fascio stretto, banda larga di frequenza e alta risoluzione. È tutto-tempo nella banda di frequenza atmosferica della finestra e non è influenzato dal giorno e dalla notte.

2. dimensione compatta, alta precisione di riconoscimento. Lunghezza d'onda millimetrica, piccola apertura dell'antenna e piccole dimensioni dei componenti rendono il sistema radar a onde millimetriche di piccole dimensioni e leggero peso e facile da installare in auto. Per lo stesso oggetto, il radar a onde millimetriche ha una grande area di sezione e alta sensibilità e può rilevare e localizzare piccoli bersagli.

3. Può realizzare telerilevamento e rilevamento. Il radar a onde millimetriche è diviso in radar a lungo raggio (LRR) e radar a corto raggio (SRR). Poiché l'attenuazione dell'onda millimetrica nell'atmosfera, può rilevare e percepire più lontano distanza e il radar a lungo raggio può realizzare il rilevamento e il rilevamento di più di 200 m.

Il radar a onde millimetriche ha molti vantaggi e attualmente rappresenta una grande percentuale nei sensori anti-collisione automobilistici. Secondo i dati IHS, radar + telecamera a microonde/onda millimetrica rappresenta il 70% dei sensori anti-collisione automobilistici.


Produttori stranieri di radar ad onde millimetriche

Giganti internazionali hanno una lunga storia di ricerca nel campo del radar a onde millimetriche, accumulato una tecnologia profonda e occupato una posizione dominante nel mercato globale. La ricerca di radar ad onde millimetriche montati su veicoli è condotta principalmente in alcuni paesi sviluppati rappresentati da Germania, Stati Uniti e Giappone. Attualmente, la tecnologia del radar a onde millimetriche è principalmente monopolizzata da Bosch, Continental, apparecchiature elettriche, Autoliv, Delphi e altri giganti tradizionali delle parti. La figura seguente mostra le informazioni rilevanti sul radar a onde millimetriche di alcuni produttori stranieri.

Applicazione del radar d'onda millimetrica in veicoli senza equipaggio

Quindi, come applicare con successo la tecnologia dell'onda millimetrica ai veicoli senza equipaggio?

Applicazione del radar d'onda millimetrica in veicoli senza equipaggio

1. Principio di funzionamento del radar

Per gli esseri umani e altre creature, occhi e orecchie sono strumenti indispensabili per ottenere informazioni sull'ambiente esterno. Tuttavia, i veicoli senza conducente si affidano a macchine per ottenere informazioni esterne, quindi le loro apparecchiature correlate sono sostituite da radar. Pertanto, il vettore della trasmissione delle informazioni è cambiato dalla luce alle onde radio. Tuttavia, sia la luce che le onde radio sono onde elettromagnetiche in natura, e la loro velocità di propagazione nel vuoto è la stessa.

Sebbene le strutture e i tipi di radar siano diversi, le loro forme di base sono le stesse, cioè, hanno tutti trasmettitori, antenne trasmittenti, ricevitori, antenne riceventi, parti di elaborazione e display.

Quando si lavora, trasmettere prima l'onda radio in una certa direzione attraverso l'antenna portata dal trasmettitore. Se l'onda radio incontra un ostacolo nel processo di trasmissione, rifletterà e l'antenna invierà l'onda riflessa all'apparecchiatura ricevente per l'elaborazione dopo averla ricevuta, in modo da ottenere le informazioni pertinenti sull'ostacolo, come il calcolo della velocità dell'ostacolo attraverso l'effetto Doppler, calcolo della distanza tra l'ostacolo e la differenza temporale tra trasmissione e ricezione, ecc.

2. Rapporto con veicoli senza conducente

Di solito, il conducente del veicolo è una persona con una patente di guida, che può giudicare l'ambiente esterno attraverso i suoi occhi e le orecchie, in modo da guidare il veicolo in avanti, girare ed evitare ostacoli. Tuttavia, il conducente di veicoli senza conducente è cambiato da una persona a una macchina. Di conseguenza, le apparecchiature per l'acquisizione di informazioni esterne sono state sostituite da radar provenienti da occhi e orecchie. Il veicolo senza pilota ottiene informazioni esterne attraverso l'apparecchiatura radar montata su di esso e risponde agli eventi corrispondenti dopo l'analisi.

In realtà, che dire delle prestazioni del radar? Prendiamo come esempio il veicolo senza pilota Cruise universale. Universal Cruise utilizza 5 radar laser e 21 millimetri radar d'onda, che sono rispettivamente posizionati intorno alla carrozzeria del veicolo. Tra i radar d'onda da 21 millimetri, 12 sono i radar da 79GHz forniti da Japan ALPS. Quattro radar ARS-408 sono installati in coppia nella parte anteriore e posteriore della carrozzeria e cinque radar ad alta risoluzione sono installati nelle direzioni anteriore, posteriore, sinistra e destra, con una risoluzione di 4 cm.

I radar d'onda millimetrici da 12 79GHz funzionano in modalità cascata, cioè quando un oggetto esegue un'operazione, valuta se l'oggetto associato esegue l'operazione in modo sincrono. Questa modalità di lavoro permette ai veicoli senza conducente di percepire chiaramente le informazioni a 360° che li circondano, e può anche tracciare migliaia di bersagli contemporaneamente, migliorando notevolmente la capacità dei veicoli senza conducente di rispondere alle emergenze. Questi radar a onda millimetrica da 12 79GHz costituiscono un sistema ridondante. Anche se aumenterà il costo di produzione e farà sembrare il sistema un po 'gonfio, sarà insignificante rispetto ai benefici del suo miglioramento delle prestazioni di sicurezza.

Il sistema composto da molti radar può aggiornare le mappe intorno ai veicoli senza conducente tutto il tempo. Pertanto, in una certa misura, i veicoli senza conducente sono più sicuri dei veicoli a guida umana. Non importa quanto sofisticato sia il conducente, non può sempre prestare attenzione alle condizioni della strada in tutte le direzioni, ma il conducente della macchina può fare un giudizio calmo e trovare una soluzione ottimale alla situazione in tutte le direzioni senza alcuna differenza.

3. Le aspettative future

Attualmente sono state fatte grandi scoperte nello sviluppo di veicoli senza equipaggio. Aziende scientifiche e tecnologiche come Google e Baidu hanno tutti finito il test su strada dei loro veicoli senza conducente, e Pechino, Cina, ha anche formulato e rilasciato due documenti l'anno scorso, vale a dire: i pareri orientativi di Pechino sull'accelerazione della prova su strada dei veicoli autonomi (prova) e le norme dettagliate per l'amministrazione e l'attuazione della prova su strada dei veicoli autonomi a Pechino (prova). Va detto che il futuro della ricerca e dello sviluppo di veicoli senza conducente è luminoso sia in patria che all'estero. Come gli occhi e le orecchie dei veicoli senza conducente, il radar può certamente brillare in questo campo.