車載毫米波雷達究竟是如何運作的？

無人駕駛技術在近些年取得了長足的發展，其中，車載激光雷達、車載毫米波雷達越來越多地被用作先進駕駛員輔助系統（ADAS）的汽車雷達傳感器。但是，車載激光雷達成本過高，無法大規模商用，為了推進無人駕駛技術的發展，同時解決攝像機測距、測速不夠精確的問題，工程師們選擇了性價比更高的車載毫米波雷達。究竟車載毫米波雷達有何魅力？今天我們就來一起了解一下。

當前，應用於無人駕駛的毫米波雷達波段在24GHz∼77GHz范圍。車載毫米波雷達內置毫米波信號接收模塊和發射模塊，通過內置天線向外發射毫米波信號。在工作時，發射后的毫米波信號遇到目標（如其他車輛、行人、公路路障等）后反射回波，毫米波信號接收模塊及時接收反射回波后，對信號進行濾波等處理，消除噪聲，獲得精度極高的周圍目標物體間的相對速度、相對距離、角度、運動方向等物理環境信息。計算機系統將這些信息識別、分類，把數據進行融合處理，交給車載中央處理單元（ECU）進行行駛信息的決策，自主干預控制車輛的行駛方式，達到無人控制的自動駕駛目的。除此以外，ECU可以通過語音、燈光等方式對駕駛員進行提醒、警告，可以提高駕駛的安全性能。

示意圖（作者供圖）

基於毫米波的自身特點，車載毫米波雷達具有其他雷達無可比擬的優點。24GHz∼77GHz范圍的毫米波帶寬達到53GHz，具有很大的調諧選頻范圍，而且其波束窄的特點可以清晰地獲取環境目標的細節，便於計算機的精准識別和快速決策。相比於激光雷達易受天氣影響的缺點，車載毫米波雷達可有效穿透霧、煙、灰塵，實現全天時、全天候工作負荷要求。

隨著智能交通在全球的迅猛發展，車載毫米波雷達必將掀起無人駕駛的全面商用熱潮。未來，便宜好用、可靠安全的車載毫米波雷達將會很快進入我們的日常生活中。

本文由北京郵電大學計算機科學與技術研究專業副教授張忠寶進行科學性把關。