Radar

RADAR = Radio Detection and Ranging

Radarový modul – klasická senzorika

Jedná se o aktivní systém, který vysílá a přijímá mikrovlny v pásmu GHz.
Tato technologie umožňuje bezdotykovou detekci a lokalizaci jednoho nebo více objektů pomocí elektromagnetických vln.

Radarová anténa při tom vysílá signály ve formě radarových vln. Tyto vlny se šíří rychlostí světla a člověk je nevnímá. Pokud jedna z těchto vln narazí na objekt, signál se změní a odrazí – můžete si to představit jako ozvěnu. Anténa v senzoru přijímá odražený signál a získává tak informace o objektu. Vzdálenost předmětu od vozidla lze například určit pomocí doby chodu signálu. Ve druhém kroku jsou nyní do elektroniky vozidla přenášeny informace, které mají vyvolat reakci, například „snížit rychlost“.

Hlavní výhodou této technologie je, že není příliš citlivá na tmu, vlhkost, nečistoty ani teplotu. Má ale i své nevýhody. Patří sem i takzvané interference radarových senzorů. Jedná se o vzájemné rušení různých radarových senzorů, které pracují ve stejném přiděleném frekvenčním pásmu. Pokud se zorné pole snímačů překrývá, dochází k rušení neboli interferenci.
Na nápravě tohoto problému se však již pracuje.

Radarové senzory – rozdíly a oblasti použití

Obecně se ve vozidle rozlišují tři různé dosahy radaru:

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

Senzory používají frekvence 24, 77 a 79 GHz.

Přední část (24 / 77 GHz)

V přední části vozidla jsou instalovány senzory pro LRR a SRR / MRR.
Používají se jako asistenční systémy pro řízení, jako druhý pár očí, které podporují řidiče. Shromažďují data o dopravě před vámi.

Hlavními kritérii, která se zde měří, jsou vzdálenost a rychlost.
Asistenční systém ve vozidle tak může samostatně udržovat minimální vzdálenost od vozidla jedoucího vpředu a v případě potřeby zahájit nouzové brzdění, aby zabránil nehodě.

Zadní část (24 / 77 GHz)

V zadní části vozidla monitorují senzory prostor za vozidlem.
Vzhledem k tomu, že řidič se obvykle soustředí na prostor před sebou a situaci za sebou může zaznamenat pouze krátkým pohledem do zpětného zrcátka, jsou radarové senzory v tomto případě velmi účinnou podporou.
V případě předjížděcího manévru nebo změny jízdního pruhu může být řidič varován vizuálním nebo akustickým signálem, pokud se zezadu rychle blíží jiné vozidlo. Patří sem také „hlídání mrtvého úhlu“.

Okolí – 360° (77 / 79 GHz)

Kombinace různých radarových senzorů umístěných kolem vozu poskytuje 360° pohled do všech stran.
To je možné jak na krátkou vzdálenost, aby řidič lépe viděl nejasné situace, tak na střední a dlouhou vzdálenost pro autonomní jízdu.

Kombinace 8 radarových systémů poskytuje spolehlivý přehled ve všech směrech.

Radarové senzory – 1D až 4D

1D – Radar (CW)

CW – Continous Wave Verfahren

Při této metodě měření je radarový paprsek vysílán a přijímán nepřetržitě a současně.
To umožňuje rozeznávat pouze objekty s různými rychlostmi.
Objekty se stejnou rychlostí se nerozlišují.
Není možná lokalizace.

2D – Radar (FSK)

FSK – Frequency Shift Key

Zde dochází k frekvenčnímu posunu.
Jedná se o speciální formu metody FMCW (viz 3D a 4D radar).
To umožňuje rozeznávat pouze objekty s různou rychlostí a vzdáleností.
Objekty se stejnou rychlostí a vzdáleností se nerozlišují.
Lokalizace je možná na jednorozměrné úrovni.

3D – Radar (FMCW-MIMO)

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

Při této metodě je frekvence modulována v závislosti na čase a vysílána pomocí několika vysílacích a přijímacích antén.
Jakýkoli vysílaný signál může být přijímán jakoukoli anténou.
Speciální uspořádání několika antén zajišťuje prostorové rozlišení a snižuje náchylnost k rušení.
Nyní lze od sebe rozlišit objekty s různou rychlostí, vzdáleností a úhlem.
Rozlišují se také objekty se stejnou rychlostí, vzdáleností a stejným úhlem.
Lokalizace je možná na dvourozměrné úrovni.

4D – Radar (FMCW-MIMO)

Další antény ve výšce umožňují rozlišit objekty i výškově.
Objekty tak lze lokalizovat v trojrozměrném prostoru.

Radar – měřitelné informace a vyhodnocení

Pomocí technologie radarových senzorů lze zaznamenat a vyhodnotit následující informace:

• rychlost objektů
• vzdálenost objektů
• směr pohybu
• úhel

Pomocí inteligentních algoritmů je možné vytvářet tzv. historie pohybu.
Objekty lze také klasifikovat, tj. například rozlišit lidi od vozidel.

Všechny tyto informace jsou důležitým stavebním kamenem asistenčních systémů pro řízení a stejně jako systémy kamer, GPS a LiDAR tvoří jeden ze čtyř nosných pilířů autonomního řízení (AD).

Radar – oblasti použití

Radar si našel cestu do mnoha oblastí vozidla.
Ve všech případech je však cílem dosáhnout „nulové nehodovosti“.

Zde je pár případů:

ACC: Adaptive Cruise Control	tempomat s funkcí udržování odstupu
AEB: Automatic Emergency Braking	asistent nouzového brzdění
FCW: Forward Collision Warning	varování před nehodou vpředu
CTA: Cross Traffic Alert	varování před vozidly v příčném směru
ALC: Adaptive Light Control	adaptivní osvětlení (osvětlení zatáčky, automatické rozsvícení a zhasnutí dálkových světel, …)
VEA: Vehicle – Exit Assist	varuje při opuštění vozidla před blížícími se auty
BSD: Blind – Spot Detection	asistent slepého úhlu
LCA: Lane – Change Assist at the rear	asistent změny jízdního pruhu vzadu
RCTA: Rear Cross Traffic Alert	varování před vozidly v příčném směru vzadu
AVP: Automated Valet Parking	asistent parkování