利用毫米波雷達和圖像傳感器構(gòu)建智能駕駛控制系統(tǒng)

　　據(jù)日本Hitachi公司的研究顯示，日本和西方國家正在努力開發(fā)更為先進的安全技術(shù)，其目標是把每年的交通事故和災害降低30%~50%，為此，要開發(fā)一種新型的駕駛控制系統(tǒng)，這種的系統(tǒng)的主要功能包括：

　　·自適應巡航系統(tǒng)（ACC）;

　　·預防撞剎車系統(tǒng)（Precrash Safety System）;

　　·停止和前進（Stop-And-Go）控制系統(tǒng);

　　·車道保持系統(tǒng)（LKS）;

　　為了實現(xiàn)上述功能，需要采用一系列基于毫米波雷達的環(huán)境識別傳感器、圖像處理攝像機以及新型的剎車、方向盤和其它子系統(tǒng)。其中的關(guān)鍵無線電技術(shù)就是毫米波雷達傳感器。

　　目前，國際汽車半導體廠家在毫米波雷達器件上已經(jīng)取得了一系列突破。例如，飛思卡爾半導體已經(jīng)展示了使用硅鍺（SiGe）技術(shù)的面向77GHz頻帶毫米波雷達的射頻（RF）芯片。該芯片主要面向在部分汽車上配備的車與車之間的間距控制系統(tǒng)及預防撞安全系統(tǒng)等的車間距檢測用途。與此同時，飛思卡爾還開發(fā)將射頻芯片與接口IC、微控制器一起封裝的毫米波雷達模塊，以及旨在使該模塊實現(xiàn)小型化的小型天線。由于通用毫米波雷達將來會成為必不可少的裝備，據(jù)稱，該公司今后還將對毫米波雷達的所有技術(shù)進行不斷開發(fā)。

　　此外，新日本無線公司成功開發(fā)了使用76GHz頻帶的面向車載毫米波雷達的VCO。在AlN底板上形成基于微帶線的電路后，通過表面封裝耿氏二極管及變?nèi)荻O管形成VCO。日本村田公司也推出了采用介質(zhì)振蕩器、振蕩頻率為38GHz的VCO。京瓷不久前也推出了兩款用于60GHz頻段無線通信和76GHz頻段車載雷達等毫米波頻段的陶瓷天線。

　　在實際使用的過程中，雷達系統(tǒng)與偏航速率傳感器采用一體化設計，配備于車前隔柵后方。成功的案例包括：德爾福最大檢測角度為15度的新型巡航控制系統(tǒng)毫米波雷達;雷克薩斯LS460車型使用毫米波雷達和攝像機實現(xiàn)車輛前方障礙物識別功能和后方車輛識別功能;日野為Profia車型增加的標配追尾減輕制動系統(tǒng)，它利用毫米波雷達判斷出追尾危險后，發(fā)出警報音并起動制動器，通過追尾減輕制動系統(tǒng)中的“預防撞安全系統(tǒng) ”來防止碰撞。

　　由于毫米波雷達產(chǎn)生的電波能夠穿透人體，從而給健康造成不良影響，因此毫米波雷達在能夠檢測的障礙物方面存在局限性，比如不能將行人作為障物來檢測等，只能借助于攝像技術(shù)。在這方面，NEC搶占日本市場半壁江山的“預防撞安全”系統(tǒng)市場，該公司利用車載圖像識別并行處理器，通過采用結(jié)合毫米波雷達及攝像頭等多個傳感器的信息進行綜合處理的方式，檢測包括前方車輛及行人在內(nèi)的立體物體的距離和速度，向駕駛員發(fā)出警報，從而減輕沖撞造成的傷害。因此，代表了環(huán)境識別技術(shù)的發(fā)展方向之一。圖3為基于毫米波雷達和圖像傳感器的環(huán)境識別技術(shù)在汽車中的應用的示意圖。

　　圖3 環(huán)境識別技術(shù)在汽車中的應用

　　結(jié)語

　　隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展以及駕駛員對信息通信需求的增加，對路-車之間、車-車之間無線通信技術(shù)的需求與日俱增。

　　傳統(tǒng)的車載無線電設備為收音機、GPS、遙控無鑰進入、TPMS和GSM/GPRS設備等，都是相對獨立的無線電設備。而在智能交通系統(tǒng)中，把無線通信技術(shù)、車載汽車計算平臺、信息顯示系統(tǒng)以及駕駛控制系統(tǒng)有機地結(jié)合起來，構(gòu)成統(tǒng)一的ITS ECU或車載信息通信系統(tǒng)（Telematics）平臺，將對無線電通信技術(shù)提出更高的要求，設計過程中面臨的最大挑戰(zhàn)在于如何將不同標準和頻點的無線電通信設備集成為一體。在此，軟件無線電技術(shù)將有著無限的應用空間。