Системные вопросы проектирования автомобильных радаров

Август 2, 2022

Главная
Разное
Системные вопросы проектирования автомобильных радаров

Содержание

2. Преимущества радиолокационных датчиков систем помощи водителю Optical systems (video cameras, lidars): loss of the efficiency in
3. Основные функции ADAS, реализуемые на основе авторадаров Адаптивный круиз-контроль (ACC) Автоматическое экстренное торможение (AEB)
4. 24 77 2019 2022 24 (?) 77 300, 650 Элементы разрешения δα Развитие технологий – повышение
5. Развитие элементной базы: от одноканальных ППМ к многоканальным системам на кристалле Приемо-передающий Модуль Infineon диапазона 24
6. Основные виды автомобильных радаров Радар переднего обзора дальнего действия диапазона 76-77 или 24-24,25 ГГц с дальностью
7. Типовые значения параметров современных авторадаров средней и большой дальности ведущих производителей Дальность действия: - до 150-250
8. Основные функциональные узлы авторадара
9. Зондирующий сигнал с медленной перестройкой частоты Структурная схема одного канала Базовый принцип обработки сигналов при использовании
10. Проблема идентификации отметок в многоцелевой ситуации Отметки в первой и второй зонах, полученные в реальной дорожной
11. Зондирующий сигнал с быстрой перестройкой частоты и алгоритм его обработки Fд = 20 МГц Tп ≈
12. Иллюстрация к вычислению двумерного БПФ
13. Технологии изготовления антенн Радар дальнего действия Bosch (77 ГГц) с фокусирующей диэлектрической линзой Антенна с ДОС
14. Технологии изготовления антенн. Антенна с частотным сканированием
15. Технологии изготовления антенн: ФАР ФАР с цифровым диаграммообразованием Радар дальнего действия (Denso) Радар ближнего действия
16. Антенны для авторадаров: MIMO решетка (Continental) Подрешетки радара ближней зоны Подрешетки радара дальней зоны Continental ARS
17. Вопросы вторичной обработки Проблемы сопровождения наземных объектов: сложная фоновая обстановка – множество местных объектов; распределенный характер
18. Ключевые вызовы при разработке авторадаров Доступ к технологии производства приемо-передающих модулей, а в перспективе – систем
19. Автомобильный радар разрабатывается совместно с ПКК «Миландр» (Зеленоград). Предназначен для использования в системах ADAS для реализации
20. Система цифровой обработки сигналов на отечественной элементной базе (цифровой сигнальный процессор от «Миландр»)
21. Автомобильный радар:: Характеристики
22. Испытания на тестовых автомобилях
23. Оценка углового разрешения и точности измерения угла по уголковым отражателям
24. Натурные эксперименты по сопровождению целей Отметка вторичной обработки Первичное измерение в ближней зоне Первичное измерение в
25. Испытания в дорожных условиях: объединение данных радара с видео
26. Перспективные направления развития автомобильных радаров: радиолокационная система кругового обзора Радар переднего обзора диапазона 76-77 или 24-24,25
28. Скачать презентацию

Слайд 2

Преимущества радиолокационных датчиков систем помощи водителю
Optical systems (video cameras, lidars):
loss

of the efficiency in conditions of poor optical visibility (night, fog, rain, snow);
small distance of detection and recognition (tens of meters).

Radar systems:
distance up to 300 m;
работает при любых скоростях (до 200 км/ч);
сохраняют работоспособность вне зависимости от освещения и в любых погодных условиях;
обеспечивают измерение координат и скорости объектов.

Слайд 3

Основные функции ADAS, реализуемые на основе авторадаров
Адаптивный круиз-контроль (ACC)
Автоматическое экстренное торможение

(AEB)

Слайд 4

24
77
2019
2022
24 (?)
77
300, 650
Элементы разрешения
δα
Развитие технологий – повышение несущей и разрешения
150 (?)
2030

(?)

δr

t, годы

f, ГГц

Слайд 5

Развитие элементной базы: от одноканальных ППМ к многоканальным системам на кристалле
Приемо-передающий

Модуль Infineon
диапазона 24 ГГц

ППМ диапазона 77 ГГц в составе радара средней дальности (Bosch)

Система на кристалле от TI:
4 канала ППМ;
АЦП;
ПЛИС;
МК;
Интерфейсы.

Слайд 6

Основные виды автомобильных радаров
Радар переднего обзора дальнего действия диапазона 76-77

или 24-24,25 ГГц с дальностью действия до 300 м и шириной сектора обзора около 15 градусов.
Радары среднего радиуса действия с дальностью обнаружения до 100-120 м в секторе около 30 градусов.
Радары ближнего действия с дальностью обнаружения до 50 м в секторе до 120 градусов.

Слайд 7

Типовые значения параметров современных авторадаров средней и большой дальности ведущих производителей
Дальность

действия:
- до 150-250 м по автомобилям,
- до 60-100 м по пешеходам.
Разрешающая способность:
по дальности 0,5 – 1,0 м;
по азимуту 1 – 6 градусов;
по скорости около 1 км/ч;
Точность измерения параметров:
дальности 0,1 – 0,5 м;
азимута 0,1 – 1,0 градуса;
скорости 0,1 – 0,2 м/с.
Число одновременно
обнаруживаемых целей
до 64
Период обзора зоны обнаружения
- 50 – 100 мс.

Слайд 8

Основные функциональные узлы авторадара

Слайд 9

Зондирующий сигнал с медленной перестройкой частоты
Структурная схема одного канала
Базовый принцип обработки сигналов при

использовании медленной перестройки частоты

Fд = 200 кГц

Tп ≈ 10 мс

Слайд 10

Проблема идентификации отметок в многоцелевой ситуации
Отметки в первой и второй зонах, полученные

в реальной дорожной обстановке

Слайд 11

Зондирующий сигнал с быстрой перестройкой частоты и алгоритм его обработки
Fд =

20 МГц

Tп ≈ 10 мкс

Слайд 12

Иллюстрация к вычислению двумерного БПФ

Слайд 13

Технологии изготовления антенн
Радар дальнего действия Bosch (77 ГГц) с фокусирующей диэлектрической

линзой

Антенна с ДОС в виде линзы Ротмана

Слайд 14

Технологии изготовления антенн. Антенна с частотным сканированием

Слайд 15

Технологии изготовления антенн: ФАР
ФАР с цифровым диаграммообразованием
Радар дальнего действия (Denso)
Радар ближнего

действия

Слайд 16

Антенны для авторадаров: MIMO решетка (Continental)
Подрешетки радара ближней зоны
Подрешетки радара дальней зоны
Continental ARS

- 408

Слайд 17

Вопросы вторичной обработки
Проблемы сопровождения наземных объектов:
сложная фоновая обстановка – множество

местных объектов;
распределенный характер целей, размер цели одного порядка с дальностью;
сложный (квазислучайный) характер движения целей;
- быстрое перемещение объектов относительно зоны обнаружения и быстрое изменение ракурса.

«облака» отметок от распределенных целей
за 50 периодов обзора

Основные этапы обработки:
кластеризация;
ассоциация (привязка);
- фильтрация.

Слайд 18

Ключевые вызовы при разработке авторадаров
Доступ к технологии производства приемо-передающих модулей, а

в перспективе – систем на кристалле для диапазона частот, соответствующего современным требованиям. При отсутствии – неконкурентная стоимость даже при приемлемых параметрах.
Использование сигнала с быстрой перестройкой частоты, обеспечивающей однозначное измерение дальности и скорости и требующей высокой вычислительной мощности системы ЦОС – система на кристалле, включающая СВЧ ППМ, ПЛИС, ядро DSP, ОЗУ, контроллер, интерфейсы.
Разработка оптимальной конфигурации фазированной антенной
решетки, обеспечивающей компромисс между угловым разрешением (апертурой решетки) и количеством каналов – использование технологии MIMO (возможно только при быстрой перестройке частоты для разделения ортогональных сигналов).
4. Эффективная система траекторной обработки и распознавания, требующая оптимального алгоритма кластеризации, фильтрации и распознавания целей (с применением нейросетей).

Слайд 19

Автомобильный радар разрабатывается совместно с ПКК «Миландр» (Зеленоград). Предназначен для использования

в системах ADAS для реализации функций адаптивного круиз-контроля и автоматического экстренного торможения.

Автомобильный радар «Обзор-24»

В основе радара – многолучевая цифровая фазированная антенная решетка

Слайд 20

Система цифровой обработки сигналов на отечественной элементной
базе (цифровой сигнальный процессор

от «Миландр»)

Слайд 21

Автомобильный радар:: Характеристики

Слайд 22

Испытания на тестовых автомобилях

Слайд 23

Оценка углового разрешения и точности измерения угла по уголковым отражателям

Слайд 24

Натурные эксперименты по сопровождению целей
Отметка вторичной обработки
Первичное измерение в ближней зоне
Первичное

измерение в дальней зоне

Цель «попутный автомобиль» на расстоянии 75 м

отметки цели

автомобиль

Слайд 25

Испытания в дорожных условиях: объединение данных радара с видео

Слайд 26

Перспективные направления развития автомобильных радаров: радиолокационная система кругового обзора
Радар переднего

обзора диапазона 76-77 или
24-24,25 ГГц на базе многолучевой или
сканирующей фазированной антенной решетки с
дальностью действия до 300 м и шириной сектора
обзора около 30 градусов.
Система датчиков, расположенных по периметру
автомобиля. Диапазон частот 24-25 или 77-81 ГГц,
дальность действия около 25 м при обнаружении
пешеходов и около 45 м при обнаружении
легкового автомобиля.
Система разнесенных датчиков, расположенных в
передней части автомобиля (на бампере, внешних
зеркалах заднего вида, салонном зеркале).

Системные вопросы проектирования автомобильных радаров

Содержание

Преимущества радиолокационных датчиков систем помощи водителюOptical systems (video cameras, lidars): loss

Основные функции ADAS, реализуемые на основе авторадаровАдаптивный круиз-контроль (ACC)Автоматическое экстренное торможение

24772019202224 (?)77300, 650Элементы разрешенияδαРазвитие технологий – повышение несущей и разрешения150 (?)2030

Развитие элементной базы: от одноканальных ППМ к многоканальным системам на кристаллеПриемо-передающий

Основные виды автомобильных радаров Радар переднего обзора дальнего действия диапазона 76-77

Типовые значения параметров современных авторадаров средней и большой дальности ведущих производителейДальность

Основные функциональные узлы авторадара

Зондирующий сигнал с медленной перестройкой частотыСтруктурная схема одного каналаБазовый принцип обработки сигналов при

Проблема идентификации отметок в многоцелевой ситуацииОтметки в первой и второй зонах, полученные

Зондирующий сигнал с быстрой перестройкой частоты и алгоритм его обработкиFд =