智能網(wǎng)聯(lián)汽車中毫米波雷達的應用研究分析

崔衛(wèi)星?尹忠?朱坤管?代曉林?王森林?石耀輝

摘 要：伴隨著國家經(jīng)濟發(fā)展和科學技術水平的提高，能夠充分彰顯出大國綜合實力的重要方式為掌握各種高尖端技術。因為科學技術是第一生產(chǎn)力，所以當前在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中應用毫米波雷達技術已逐漸受到國家層面的重視。但是研究人員在深化探究過程中依然會在研究方向上產(chǎn)生困惑，因此所以文章通過簡述智能網(wǎng)聯(lián)汽車和毫米波雷達的基本概念，在詳細介紹當前研發(fā)進度和實際狀況的基礎上，根據(jù)不同方面的不足之處提供針對性指導意見，進而確保二者在結(jié)合過程中不會產(chǎn)生狀況。

關鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)汽車 毫米波 雷達

1 引言

為使得汽車具有智能網(wǎng)聯(lián)功能，人們在優(yōu)化汽車功能中充分融合了網(wǎng)絡通信技術，并且在汽車中添加了例如傳感器等各種裝置，以確保當汽車行駛在復雜的環(huán)境下能夠產(chǎn)生智能化指令，并通過實現(xiàn)一系列功能為乘客帶來舒適感。通過深入研究，技術人員發(fā)現(xiàn)在汽車系統(tǒng)中應用毫米波雷達技術也能夠加強汽車智能化特點。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車和毫米波雷達簡介

2.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車

智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念為通過在汽車上安裝不同種類的傳感器和控制器，同時與網(wǎng)絡通信技術有效結(jié)合，從而達到汽車與外界事物和網(wǎng)絡云端互換信息的目的。通過加強在復雜行駛環(huán)境下的信息反饋并且做出智能化決策，進而滿足智能化和安全化的基本需求，最終生產(chǎn)出具有智能化特點的網(wǎng)聯(lián)汽車。

車聯(lián)網(wǎng)概念為憑借先進的通信技術，有效構(gòu)建汽車與外界事物和云端連接的網(wǎng)絡體系，在加強汽車自動化和智能化特點的基礎上，為乘客提供最佳體驗感受。而智能汽車基本概念為為了實現(xiàn)自動化駕駛目標，在汽車內(nèi)部安裝先進的電子控制系統(tǒng)，同時充分應用人工智能、云計算以及大數(shù)據(jù)等先進技術，最終加強汽車的智能化和多功能化特征。

2.2 毫米波雷達

毫米波雷達在研發(fā)初期階段被應用在飛機和輪船導航方面，主要原因為毫米波雷達擁有高精度和高分辨率優(yōu)勢。在人們深入研究毫米波雷達技術過程中，可以初步實現(xiàn)將其應用在汽車上的效果。毫米波雷達技術基本原理為借助天線發(fā)射電磁波，然后不間斷檢測經(jīng)過障礙物反射的電磁波，通過進一步分析處理接收的雷達信號后測算出車輛與障礙物之間的距離，最終根據(jù)不同距離向汽車控制單元發(fā)送對應指令?？刂茊卧谑盏叫盘栔螅鶕?jù)汽車行駛速度對制動系統(tǒng)發(fā)出制動信號，有效避免安全事故發(fā)生。事實上，智能網(wǎng)聯(lián)汽車由車聯(lián)網(wǎng)技術與智能汽車有效融合，主要技術為通過傳感裝置滿足汽車、外部因素和互聯(lián)網(wǎng)三者互換信息的需求。目前，毫米波雷達在汽車系統(tǒng)中普遍被應用在感知目標方向、探測車輛與前后障礙物之間的距離和速度方面，而且依然存在深入發(fā)展的空間[1]。

3 當前智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展趨勢和毫米波雷達技術研發(fā)狀況

3.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展方向

由于我國在智能網(wǎng)聯(lián)汽車方面依然處于發(fā)展初期，因此在所有關于智能網(wǎng)聯(lián)汽車方面的標準還依然存在許多缺陷，嚴重阻礙了智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的速度。為了防止安全事故發(fā)生，擁有自動駕駛功能的汽車在各方面都會受到控制。

在發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車過程中，應該全面跟隨國家在智能經(jīng)濟方面制定的戰(zhàn)略，加大與汽車相關的數(shù)據(jù)服務以及集成電路方面的扶持，進而帶動經(jīng)濟發(fā)展。除此之外，智能化技術的主要優(yōu)勢不但在一定程度上改善了交通擁堵現(xiàn)象，還可以顯著減少城市環(huán)境污染，最終實現(xiàn)節(jié)能減排的基本目標。

3.2 毫米波雷達應用狀況

在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中，毫米波雷達技術應用通常被應用在巡航和檢測與障礙物之間的距離方面。事實上，毫米波雷達技術依然未能在汽車行業(yè)中全面普及，具體原因為我國在應用毫米波雷達中仍然處于探索階段，在發(fā)展速度方面遠遠落后于國外。與此同時，研究成果剛上市就要面對市場的考驗，并且專業(yè)人才和后備力量嚴重不足。滿足專業(yè)人才的基本標準為在雷達系統(tǒng)和毫米波頻方面擁有過硬的技術和豐富的知識儲備，但是符合基本條件的人才大多數(shù)在國外企業(yè)或部隊中。不但人才稀少，在毫米波雷達技術方面的水平依然存在差距，這導致大多數(shù)研發(fā)設備需要從國外進口，使得成本投入遠遠高于預期。所有困難的疊加使得我國研發(fā)毫米波雷達技術的企業(yè)壓力驟增，在經(jīng)濟方面短時間內(nèi)還無法看到明顯收益[2]。

4 應用毫米波雷達技術的優(yōu)勢以及存在的不足

4.1 二者結(jié)合的優(yōu)勢

網(wǎng)聯(lián)汽車擁有智能化功能的首要前提為結(jié)合例如紅外線以及激光等形式的傳感器，不同類型的傳感器擁有其獨特的優(yōu)勢。為確保智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以準確探測四周狀況，就需要將不同種類的傳感器合理搭配。通常情況下，車載毫米波雷達技術可以借助網(wǎng)絡將其探測周邊環(huán)境的結(jié)果與其他網(wǎng)聯(lián)車輛實現(xiàn)信息共享。

在智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展過程中，傳感器還能夠放置在車聯(lián)網(wǎng)云端網(wǎng)絡系統(tǒng)中。網(wǎng)絡系統(tǒng)憑借雷達和傳感器，并通過實時確定汽車行駛軌跡和前方路況信息，為汽車制定最優(yōu)行駛路線。除此之外，毫米波雷達技術應用在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中可以準確判斷遠處物體形狀和距離，而且完全不會受到極端天氣的影響。

4.2 在發(fā)展過程中容易在戰(zhàn)略方面產(chǎn)生迷失

當發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)時，國家一定對產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展方向進行合理規(guī)劃。但是事實上，國家并未制定有關發(fā)展規(guī)劃。根據(jù)目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的現(xiàn)狀，即使有關部門在政策方面加強管控并提出未來幾年內(nèi)發(fā)展規(guī)劃，在技術方面依然會于國外產(chǎn)生較大差距，導致產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中不得不根據(jù)實際情況重新制定戰(zhàn)略。由于當前發(fā)展在信息掌握方面出現(xiàn)偏差，無法有效為智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展制定針對性規(guī)劃，很有可能在初期布局方面已經(jīng)發(fā)生了失誤，所以需要重點加強在技術方面的革新，確保整個行業(yè)朝向正確的方向發(fā)展[3]。

4.3 相關政策和標準體系存在缺陷

在發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)中，通過制定針對性的政策可在一定程度上促進行業(yè)發(fā)展，同時拉近與其他發(fā)達國家地區(qū)之間的差距。但是我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)存在的明顯缺陷為嚴重缺少專業(yè)技術人員，導致技術發(fā)展進度無法有效匹配到政策，從而使得政策的利用率非常低，最終限制汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進度。

目前行業(yè)現(xiàn)狀為智能網(wǎng)聯(lián)汽車在發(fā)展時沒有建立符合基本發(fā)展條件的體系，根本原因在于技術應用方面仍然存在缺陷。整個行業(yè)只有制定合理有效的標準體系才能夠促使智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)更加規(guī)范。

5 在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中結(jié)合毫米波雷達技術的有效措施

5.1 成立車載毫米波雷達評價體系和數(shù)據(jù)庫

車載毫米波雷達是輔助駕駛系統(tǒng)中最關鍵的結(jié)構(gòu)，完善的功能為智能汽車穩(wěn)定工作提供充分保障，所以在構(gòu)建對應評價標準和體系時需要全面檢驗毫米波雷達在抗干擾能力和可靠性等方面功能，進而保證符合智能網(wǎng)聯(lián)汽車應用條件。

在全面探究雷達工作原理、應用場景和關鍵技術指標等方面基礎上，以雷達基本功能和使用安全性等方面構(gòu)建完善的評價體系，在提供標準型號雷達數(shù)據(jù)的同時促進行業(yè)健康發(fā)展。當相關體系搭建完畢后，還應成立與測試數(shù)據(jù)有關的數(shù)據(jù)庫，將所有測評過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中，從而為企業(yè)改善技術提供實踐參考[4]。

5.2 開發(fā)全新的技術

在智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段，需要全面歸納汽車產(chǎn)業(yè)資源，從而加快研發(fā)核心技術的進度，同時可將核心技術直接應用在例如傳感器、高精準度地圖以及云端網(wǎng)絡等方面。關于加強研發(fā)V2X技術方面，提高承載傳感器感應能力和改善車身對外部狀況的感知程度是首要任務，因此可以通過應用網(wǎng)絡云端，詳細了解車輛所有信息，同時根據(jù)汽車在行駛過程中的實時路況信息制定最佳方案，從而強化導航精準程度。在規(guī)劃過程中需要詳細解析周圍存在的障礙物，進而顯著減少在安全性能方面的風險。通過先進的雷達探測技術準確預判汽車的行駛速度以及與障礙物之間的距離，最終完善先進技術的效果。

6 結(jié)語

綜上所述，由于社會進步以及國家經(jīng)濟水平不斷提高，并且國家始終秉承著科技興國的強國戰(zhàn)略，因此國家在科學技術發(fā)展方面的重視程度正越來越高。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車方面，車載毫米波雷達技術經(jīng)過一段時間的發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生明顯的成效。但是通過與國外標準技術比較，我國研發(fā)的技術在許多方面依然存在缺陷，所以技術人員需要深入探究毫米波雷達技術在智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)中的應用。

2021年大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目：智慧高速測距超聲波雷達，編號202113627008。

參考文獻：

[1]李洪慶，徐婷，寧立進.智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].摩托車技術，2019，326（04）：46-49.

[2]李曉東，李洪慶，張敏.智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈研究[J].摩托車技術，2019（9）：37-40.

[3]袁帥.毫米波雷達在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的應用[J].信息技術與標準化，2018，000（001）：62-64.

[4]黃智勇.基于毫米波雷達的汽車自動避障控制系統(tǒng)研究[J].佳木斯大學學報（自然科學版），2019，37（004）：580-584.