启用性能更高的前端雷达，将“零伤亡愿景”变为现实

2020-4-30

在过去的几年中，两种强大力量推动了高级驾驶员辅助系统（ADAS）中主动安全措施的使用：欧盟新车安全评鉴协会（Euro NCAP）2025的追求零伤亡愿景交通安全项目和消费者五星安全评级。

追求“零伤亡”的这一愿景对各大汽车制造商提出挑战，要求它们在所有细分市场和国家/地区提供尽可能最佳的技术标准。这不仅有助于保护驾驶员，更凸显出对弱势行人的安全问题的重视。原始设备制造商（OEM）高度关注其安全评级测试分数，因为这些分数可以直接影响到吸引消费者找到特定车型的程度。

因此，自动紧急制动（AEB）、自主紧急转向（AES）、自适应巡航（ACC）和前方碰撞警告（FCW）等主要安全措施发挥着越来越重要的作用。随着ADAS的快速发展，汽车安全评级正在含括越来越多的ADAS和防撞技术。

诸如AEB、AES、ACC和FCW系统等安全措施的性能取决于所用传感器的类型和复杂性。OEM和一级供应商十分重视实现这些功能的传感器套件，尤其是确保雷达传感器满足NCAP测试的严格要求。

德州仪器通过第二代前向雷达TI毫米波（mmWave）传感器AWR2243扩展了其丰富的雷达产品系列。一个包含AWR2243的设计将进一步帮助您的ADAS设计实现“零伤亡愿景”：

可感应220m距离以外的车辆，具有出色的输出功率（13dBm）、噪声系数（12dB）和相位噪声（-97dBc/Hz）。

通过更高的相位噪声性能动态范围区分接近的大目标和小目标。

可使用超过2000多种灵活、自主预编程的Chirp配置来提供诸如波束扫描和多普勒分集多址（DDMA）等高级功能。

除了前向雷达设计之外，利用AWR2243的保险杠后性能和多芯片级联功能，可以将它复用在全车的所有雷达。

深入研究新NCAP安全评级测试要求更高的几个领域后，我们发现，前向雷达传感器的性能急需提高。AWR2243出色的射频（RF）性能和丰富功能集可使汽车制造商更轻松达到所需的五星安全等级。要评估这些性能，可以使用AWR2243BOOST评估模块，如图1所示。

图1：AWR2243BOOST 评估板

避免前向碰撞

车辆的AEB系统可评估前向碰撞的机率，并通过使用制动和转向系统帮助防止同其他道路使用者发生事故。美国汽车协会（AAA）进行的一项研究还表明，被以20英里/小时速度行驶的汽车撞倒的行人有18％的重伤或死亡风险。如果将车辆速度提高10mph，达到30mph的速度，风险增加一倍以上，达到47％。AWR2243的链路预算具有13dBm的输出功率和12dB的噪声系数，使汽车制造商能够设计前向系统，以识别220 m以上的弱势道路用户，同时保持宽广视野（FoV）。

超车和转向操作

由于能见度不高、驾驶员精力不集中或驾驶员在转弯时无法观察到来往交通，在交叉路口超车和转弯时与其他驾驶员或行人碰撞的风险被增加。AWR2243具有5.6度分辨率移相器，可以进行波束扫描，使雷达能够对道路进行探测、识别即将发生的风险，并在需要时激活自动紧急刹车（AEB)功能。这些高分辨率移相器可以实现诸如DDMA多输入多输出（MIMO）等复杂的线性Chirp调制。与时分多路复用MIMO相比，该调制可同时提供了良好的角分辨率和更高的信噪比。

夜间行驶

研究表明，夜间在能见度有限的情况下行驶，自动紧急刹车（AEB）的效率会大大降低。例如，AAA测试表明：在夜间，没有一个AEB系统能够检测到成年行人或对其做出反应。摄像头和雷达传感器之间的传感器融合可帮助弥补摄像头的夜间能见度降低。

图2：德州仪器毫米波级联成像雷达射频评估版

如图2所示，级联多个AWR2243传感器提供了更宽的FoV、更大的范围和更强的角度分辨率，以检测静态物体。使用级联传感器的成像雷达系统可帮助汽车从四个维度（距离、速度、水平角和俯仰角）“观看”世界，并显著提高AEB和AES系统的有效性。先进自主内置监控功能，包括丰富的干扰检测和缓解功能，还可以帮助汽车制造商实现功能安全认证的系统。