中國橡機機械網 近年來，各大汽車廠商都逐漸開始在汽車上安裝先進的防碰撞系統，如在檢測到障礙物后自動剎車，以及通過測定周圍的車速與車距來調整速度與車距等。本文將對目前汽車的防碰撞系統和主流的傳感器進行分析比較，并介紹帶有行人識別功能的新型毫米波雷達。

目前，防碰撞系統的傳感器主要有利用攝像頭的影像識別和毫米波雷達等。如果將這些傳感器的性能加以比較，在識別周圍車輛和墻壁等大型障礙物方面，幾種傳感器表現不相上下，但在識別行人方面，目前來看，攝像頭更勝一籌。

然而，最近能夠提高毫米波雷達識別能力的技術正在逐步完善。德國已經明確表示，將在汽車上搭載具有行人識別功能的新一代毫米波雷達，并計劃在2015年下半年開始批量生產。這樣一來，防碰撞系統將更加簡捷，成本也更加低廉，并可能適配于更多車型。

各類型傳感器的優勢比較

日本的各大汽車制造商都在主推的旗艦車型上搭載了防碰撞系統。圖1是馬自達公司采用多種類型傳感器綜合而成的防碰撞系統。

以下將就各類型傳感器進行具體說明。

1、毫米波雷達：采用雷達向周圍發射無線電，通過測定和分析反射波以計算障礙物的距離、方向和大小。正如毫米波雷達名字所示，其發射的無線電利用了波長在1-10mm，頻率在30G-300GHz（吉赫）的毫米波。毫米波雷達的測量范圍在100-200米左右。

2、攝像頭：使用影像來識別障礙物的研究早在20世紀60年代便已有之，在80年代逐漸開始應用于汽車領域。作為防碰撞系統的傳感器，其需要收集到與障礙物之間的距離和進深相關的足夠信息。因此，車內會安裝多個攝像頭以捕捉全方位的信息，這一裝置被稱之為“立體攝像頭”。其測量范圍在200米左右。

3、紅外線激光雷達：紅外線由于其波長遠遠小于毫米波（約為760nm），因此對距離的測量精度更高的同時，測量距離相對較短。其測量距離約在20米左右。

4、亞毫米波雷達：亞毫米波較之毫米波波長少了一位（不足1mm），因此其具有毫米波與紅外線二者結合的特點，測量距離約在50米。

以上各類型的傳感器各有優劣，因此目前被綜合應用于汽車防碰撞系統中。如攝像頭在識別障礙物形狀上優于其他傳感器，但在夜間沒有燈光的情況下形同虛設，在雨雪霧霾等天氣條件下也難以發揮作用。

測量范圍更廣的毫米波雷達

根據日本電波法實施規定，毫米波雷達屬于“無需許可的無線電發射器”，其頻率范圍受到了嚴格規定。根據此項規定，ARIB（日本無線工業及商貿聯合會）制定了“ARIB STD-T48（60GHz波段、76GHz波段）、STD-T111（79GHz波段）”兩項標準。

毫米波雷達的測量距離更長，不受白天黑夜的影響，并且毫米波雷達在惡劣天氣狀況下的表現也相對更優。另一方面，在日本目前的技術條件下，毫米波雷達對行人以及自行車等較小障礙物的探測能力還比較弱。

行人識別技術

然而，正如文章開頭介紹的，具備識別行人功能的毫米波雷達已經研發問世。其研發機構是德國的大陸集團（Continental AG）。

該公司自1871年成立以來，主要從事汽車輪胎生產，也涉足剎車和汽車系統的制造。2006年，大陸集團收購美國摩托羅拉公司的汽車電子事業部；2007年，并購德國西門子威迪歐汽車股份公司，從而踏足汽車電子化產業領域。

毫米波雷達的探測方式有距離與相對速度差探測，以及方位探測等多種形式。這次大陸集團研發的行人識別功能將距離探測方式從以往的“FM-CW方式”轉變為了“脈沖壓縮方式”。

FM-CW采用的是發射高頻連續波技術。與此相對的是，脈沖壓縮雷達是通過發射已調制的寬脈沖，對回波信號進行壓縮處理得到窄脈沖的雷達技術。大陸集團稱，采用脈沖壓縮雷達可以對較強和較弱的反射波進行分離，從而實現對行人反射波的識別功能。行人的反射波強度相比金屬汽車會弱千分之一（－30dB）。過去的技術會將其與其他物體的反射波混同，因此無法識別。

這次大陸集團的技術使得利用毫米波雷達對行人進行識別成為可能。這一研究成果有望為汽車領域帶來巨大的影響，安裝了測量距離更長、不受晝夜差別的影響以及在惡劣天氣條件下仍可以發揮作用的毫米波雷達的防碰撞系統，將可能由此逐漸開始普及。

這種新型毫米波雷達將于2015年下半年開始量產。與此同時，歐洲新車安全評鑒協會（Euro NCAP）也計劃，2016年開始在自動剎車試驗中增加行人識別試驗并制定相關評分細則。