微波變道輔助LCA和盲點監測BSM系統

07-04

據有關部門統計，在所有的商用車交通事故中，有41%的事故是側面碰撞事故，這些事故造成30%以上的人員傷亡和財產損失。所以，解決商用車的側面安全問題非常緊迫、非常重要。順禾公司新開發的微波盲點檢測和變道輔助系統可以很好地解決車輛側後方盲區問題，提前預警潛在的危險，避免交通事故的發生，提升駕駛的安全性能。

1、微波變道輔助系統簡介

變道輔助系統LCA（ISO17387標準上稱為「變道策略輔助系統LCDAS」, 簡稱「變道輔助」），是通過雷達、攝像頭等感測器，對車輛相鄰兩側車道及後方進行探測；獲取車輛側方及後方物體的運動信息，並結合當前車輛的狀態進行判斷；最終以聲、光等方式提醒駕駛員；讓駕駛員掌握最佳變道時機，防止變道引發的交通事故；同時對後方碰撞也有比較好的預防作用。

由於技術成熟度和成本的原因，這裡只介紹24GHZ微波雷達技術的變道決策輔助系統。這套系統使用2顆24GHZ微波雷達作為感測器，對車輛側方和後方進行探測；探測距離70米，相對速度20米/秒（即72Km/H）；這樣可以提前3.5秒把潛在的危險信息告知駕駛員，讓駕駛員有足夠的反映時間，從而防止事故的發生。

變道輔助系統包括「盲點監測」、「接近車輛預警」、「變道預警」 3個功能。可以有效地防止後方追尾、變道、轉彎等交通事故的發生；極大提升汽車後方的安全性能。

序號	功能類別	功能描述	備註
1	盲點監測BSD	根據其判斷到的移動物體所處的相對位置及與本車的相對速度，當處於本車的盲區範圍內，及時提醒駕駛員注意變道出現的風險。
2	變道輔助LCA	系統檢測目標車輛在相鄰的區域以較大的相對速度靠近本車，在兩車時距小於一定範圍內時，通過視覺、聽覺、或觸覺等方式提醒駕駛員
3	後碰預警RCW	系統檢測到同一車道後方有快速接近的移動物體，並有碰撞風險時，及時通過閃爍制動燈等方式，提醒後方車輛的駕駛員，在有碰撞風險的情況下，及時預警乘員安全帶等方式減小碰撞帶來的傷害。

2、技術原理

2.1、微波雷達原理

微波是指波長在1~10mm的電磁波，其帶寬大，解析度高，天線部件尺寸小，能適應惡劣環境。雷達天線向外發出一系列調頻連續波FMCW，頻率隨時間按調製電壓的規律變化，一般是連續的三角波，發射與接收信號如圖1所示。圖中實線是發射信號，虛線是相對靜止和相對運動物體的反射信號。反射與發射信號波形相同，只是差一個延時時間t. t=2R/C (1); 此公式中，R為目標距離，C為光速。

發射信號與反射信號在某一時刻的頻差即為混頻輸出的中頻頻率f(b).相對運動物體的反射信號由於多普勒效應的原因，會產生頻率的移動。在三角波的上升沿與下降沿輸出的中頻頻率分別為f(b+)、f(b-).以下公式成立：從而得到目標車輛的距離R與相對運動速度V。f(b)的確定主要是通過對信號的頻譜進行分析；一般是通過傅里葉變換（FFT）對信號的時域和頻域進行變換分析。

FMCW發射及回波信號

2.2、微波雷達結構

微波雷達主要包括：天線、收發模塊、信號處理模塊和報警模塊。射頻收發前端是雷達系統的核心部件。一個典型的射頻前端主要包括天線、線性VCO、放大器、平衡混頻器。前端混頻輸出的中頻信號經過中頻放大送至後級數據處理部分。

數據處理部分需要消除不必要的信號（如雜波）和干擾信號，並對經過中頻放大的混頻信號進行處理，從信號頻譜中提取目標距離和速度等信息。

2.3、微波雷達的應用

24GHz微波雷達可以實現盲點檢測、車道偏離預警、後方碰撞預警、泊車輔助、前方防撞等多種功能。

3、技術特點

微波雷達技術與其它技術，比如視頻、激光、紅外線技術相比，其主要優點就是不易受天氣影響，探測數據主要與目標的位置和速度有關。微波雷達可以探測目標物體的距離、相對速度、角度等信息；可以很容易識別目標物體的相對位置，從而慮除干擾，保證目標物體識別的有效性和報警的準確性。通過安裝微波雷達，可以給汽車提供全方位的保護。

3.1、規格參數

4、測試標準及方法

微波變道輔助系統測試包括功能測試、電氣性能測試、電磁兼容性測試、可靠性測試、裝車實測等6步。由於電氣性能測試、電磁兼容性測試、可靠性測試是汽車電子產品的通用性標準。這裡不再介紹。這裡重點介紹微波雷達變道輔助系統的功能測試。

4.1、測試準備：

對汽車周圍區域作如下分割：

A：距離車尾30米；

B：距離車尾3米；

C：駕駛員頭部位置；

D：車頭部位；

N：車尾部位；

E：車身左側；

J：車身右側；

F：左側第1條車道線；

G：左側第2條車道線；

H：左側第3條車道線；

K：右側第1條車道線；

L：右側第2條車道線；

M：右側第3條車道線；

4.2、盲點監測測試標準和要求：

對於BCFG和BCKL組成的矩形區域為盲區；此區域內若有快速接近的車輛（行人等），應該報警。

4.3、接近車輛預警標準和要求：

對於相鄰車道FG和KL，盲區B之後的區域為接近區域。此區域的測試標準分3個等級：

A級：要能測到速度大於10m/s的接近車輛（行人等），預警時間大於2.5秒；

B級：要能測到速度大於15m/s的接近車輛（行人等），預警時間大於3.0秒；

C級：要能測到速度大於20m/s的接近車輛（行人等），預警時間大於3.5秒；

5、市場趨勢

早在1973年德國的AEG－Telefunken和Bosch公司共同開始研究汽車防撞雷達技術，並研製出了35GHz的非相關脈衝雷達。隨著微波技術的成熟，通過感測器檢測汽車周邊環境以避免事故的想法又重新被汽車製造商關注。我國亦有100多個大學、研究所、工廠開始研究微波。現在，微波基礎元件和系統已具備工程應用的技術條件，特別是微波器件的模塊化、微波單片集成電路（MMIC）工藝上的進展和突破，使微波器件能以被接受的價格提供批量產品。截止2016年底，海拉公司出貨的24GHz微波雷達已超過1000萬隻。

自從德國賓士汽車公司1999年在S級高級轎車上面安裝自主巡航控制系統（ACC）以來，越來越多的公司和供應商投入到微波雷達系統研製、器件開發、和演算法研究當中。國際上主要的微波雷達供應商有博世、法雷奧、海拉、西門子、德爾福等。

歡迎業界人士前來諮詢洽談合作。未來順禾將繼續在汽車安全領域中探索前行，歡迎廣大汽車廠家與代理商蒞臨我們公司考察，共同發展。