Радар

Понятието RADAR означава „Radio Detection and Ranging“.

Радарен модул – класическа сензорика

Става дума за активна система, която предава и приема микровълни в GHz диапазон. Тази технология прави възможно разпознаването и локализирането на един или повече обекти безконтактно с помощта на електромагнитни вълни.

Радарната антена излъчва сигнали под формата на радарни вълни. Тези вълни са незабележими за хората и се разпространяват със скоростта на светлината. Ако една от тези вълни удари обект, сигналът се променя и отразява – можете да си го представите като ехо. Антена в сензора приема отразения сигнал и по този начин получава информация за обекта. Относно продължителността на сигнала напр. може да се определи разстоянието на обекта до автомобила. Като втора стъпка се изпраща информация към електрониката на автомобила, за да се задейства реакция като „Намаляване на скоростта“.

Голямо предимство на тази технология е, че е слабо чувствителна към тъмнина, влажност, мръсотия и температура. Има обаче и недостатъци. Това включва така наречените смущения от радар към радар. Това е взаимното влияние на различни радарни сензори, които работят на една и съща честотна лента. Ако зоната на видимост на сензорите се застъпва, възникват тези интерференции, съотв. или смущения. Въпреки това вече се работи по различни подходи за отстраняване на този проблем. 

Радарни сензори – разлики и области на приложение

Като цяло се прави разлика между три различни радарни зони в автомобила:

• LRR Long Range Radar > 160 m
• MRR Mid Range Radar макс. 160 m
• SRR Short Range Radar макс.   50 m

Сензорите използват честотни диапазони от 24, 77 и 79 GHz.

Front View – Изглед отпред (24/77 Ghz)

Сензорите за диапазона LRR и SRR/MRR са монтирани отпред на автомобила. Те се използват като системи за асистенция на водача, като втори чифт очи, за да го подпомагат. Данните за трафика от предната страна се регистрират циклично.

Разстоянието и скоростта са основните критерии за измерване.
Това позволява на системата за асистенция в автомобила самостоятелно да поддържа минималното разстояние до автомобила отпред и, ако е необходимо, да задейства аварийно спиране, за да предотврати инциденти.

Rear View – Изглед отзад (24/77 GHz)

Сензори от задната страна наблюдават зоната зад автомобила.
Тъй като водачът обикновено е концентриран върху предната част и може да регистрира ситуацията отзад само с кратки погледи в огледалото за обратно виждане, радарните сензори осигуряват много ефективно подпомагане в този аспект.
В случай на маневра за изпреварване или смяна на лентата, може да се издаде предупреждение към водача чрез визуален или звуков сигнал, ако друг автомобил се приближава бързо отзад.
Тук е включено и „предупреждение за мъртва зона“.

Surround View – Панорамен изглед 360° (77/79 GHz)

Комбинация от различни радарни сензори, които са инсталирани около автомобила, позволяват 360° панорамен изглед.
Това е възможно както на близко разстояние, за да улесни водача в объркващи ситуации, така и на средни до дълги разстояния за автономно шофиране.

Комбинация от 8 радарни системи позволява надежден панорамен изглед.

Радарни сензори – 1D до 4D

1D – радар (CW)

CW – метод Continous Wave

При този метод на измерване радарният лъч се предава и приема непрекъснато и едновременно.
Това позволява да се разграничават само обекти с различна скорост.
Обекти с еднаква скорост не се разграничават.
Локализацията не е възможна.

2D – радар (FSK)

FSK – Frequency Shift Key

Тук има скокообразна промяна напред и назад между две честоти.
Това е специална форма на метода FMCW (вижте 3D и 4D радар).
В резултат на това вече могат да се разграничават обекти с различни скорости и разстояние.
Обекти с еднаква скорост и разстояние не се различават.
Възможна е локализация в едноизмерна равнина.

3D – радар (FMCW-MIMO)

FMCW-MIMO – Frequency Modulated Continous Wave–Multiple Input Multiple Output

При този метод честотата се модулира като функция на времето и се предава с няколко предавателни и приемащи антени.
Всеки изпратен сигнал може да бъде приет от произволна антена.
Специалното разположение на няколко антени осигурява пространствена разделителна способност и намалява чувствителността към смущения.
Така вече могат да се разграничават обекти с различна скорост, разстояние и различни ъгли.
Разграничават се и обекти с еднаква скорост, разстояние и ъгъл.
Възможна е локализация в двуизмерна равнина.

4D – радар (FMCW-MIMO)

Допълнителните антени във височина дават възможност за разграничаване на обектите и по височина.
Така обектите могат да бъдат локализирани в триизмерното пространство.

Радар – Измерима информация и оценка

Следната информация може да бъде регистрирана и оценена с помощта на радарни сензори:

• Скорост на обекти
• Отдалечение от обекти
• Посока на движение
• Ъгъл

С интелигентни алгоритми е възможно да се създават така наречените истории на движение.
Обектите също могат да бъдат класифицирани, тоест хората могат да бъдат разграничени от автомобилите, например.

Всички тези данни са важни градивни елементи на системите за асистенция на водача и, подобно на камерите, GPS и LiDAR системите, формират една от четирите стълба на автономното шофиране (AD).

Радар – области на приложение

Радарът намира своето място в много области на автомобила.
Във всички случаи обаче целта е да се постигне целта „нула инциденти“.

Тук са посочени някои примери:

ACC: Adaptive Cruise Control	Темпомат с функция за поддържане на дистанция
AEB: Automatic Emergency Braking	Асистент за аварийно спиране
FCW: Forward Collision Warning	Предупреждение за злополука отпред
CTA: Cross Traffic Alert	Предупреждение за напречен трафик
ALC: Adaptive Light Control	Адаптивно осветление (осветление в завой, автоматично усилване и намаляване, …)
VEA: Vehicle – Exit Assist	Предупреждава за приближаване на други автомобили при напускане на автомобила
BSD: Blind – Spot Detection	Асистент за мъртва точка
LCA: Lane – Change Assist at the rear	Асистент за смяна на лентата на движение отзад
RCTA: Rear Cross Traffic Alert	Предупреждение за напречен трафик отзад
AVP: Automated Valet Parking	Асистент за паркиране