77GHz 雷达@@传感器@@在@@汽车@@和@@工业中@@的应用@@

在@@过去十年中@@@@,雷达@@传感器@@已逐渐发展成一种成熟的传感方式@@,适用于汽车@@和@@工业应用@@。由于雷达@@技术@@有助于实现需要具备@@远距离@@、环境弹性和@@更高传感分辨率的设计@@,因而非常适合应用在@@高级驾驶辅助系统@@ (ADAS) 中@@,例如碰撞检测和@@液位检测@@。

随着推出基于互补金属氧化物半导体@@ (CMOS) 的片上系统@@ (SoC) 雷达@@传感器@@,适用于泊车辅助@@、脚踢开启@@ (KTO) 感应@@、门障碍物检测@@、机器人和@@电动自行车等应用的雷达@@技术@@变得更易于开发和@@部署@@。

为了满足成本和@@功率受限型汽车@@和@@工业应用的需求@@,当前的@@ 77GHz 雷达@@ SoC 传感器需要采用全新设计架构@@。德州仪器@@ AWRL1432 和@@ IWRL1432 SoC 等器件具有电源管理功能@@,可快速切换不同的电源状态@@,并在@@需要时能够有效运行雷达@@前端@@、数字处理内核或@@存储器等内部@@188足彩外围@@app 。该器件还可将平均功耗从高于@@ 1W 的典型值降低至@@低于@@ 5mW(具体取决于线性调频脉冲配置@@),使硬件设计人员在@@热性能设计方面具有更大的灵活性@@,并通过去除散热器和@@简化印刷电路板设计来降低成本@@。

借助基于软件的雷达@@实现更加灵活的新型安装@@

汽车@@制造@@商对感应@@方式的选择通常取决于传感器在@@车辆中@@的用途@@。举例来说@@,当车辆停靠并锁车时@@,脚踢开启@@ (KTO) 传感器应处于待机检测模式@@。为了防止在@@停车时耗尽车辆电池@@,汽车@@制造@@商传统上会选择电容式或@@超声波等低功耗@@感应@@方式@@。不过遗憾的是@@,这些类型的传感器在@@错误检测@@、环境可靠性以@@及性能识别等方面面临着一定挑战@@。AWRL1432 等低功耗@@ 77GHz 雷达@@的待机状态检测功耗低于@@ 3mW,在@@任何环境条件下都能提高@@识别精度@@,并有助于简化安装@@,从而降低总体系统部署成本@@。

基于对低功耗或@@高性能的需求@@,可以@@将雷达@@传感器@@配置为动态切换至@@不同的运行模式@@。以@@ KTO 感应@@为例@@,器件可以@@在@@低于@@ 3mW 待机状态检测模式下运行@@,然后在@@检测到人员后切换至@@高性能模式@@,以@@便进行脚踢姿势识别和@@错误检测@@,如图@@@@ 1 所示@@。

图@@ 1:一个@@ AWRL1432 雷达@@传感器@@即可在@@低功耗和@@高性能模式之间动态切换@@

在@@ ADAS 领域@@,传统的泊车辅助系统使用@@ 8 至@@12 个超声波传感器外加摄像头传感器@@,而现在@@@@正发展成为更强大@@、更具成本效益的自动化系统@@。虽然每个超声波传感器都可以@@具有成本效益@@,但主要缺点体现在@@@@传感器对汽车@@美观性造成影响@@(由于必须打孔@@)、在@@恶劣环境中@@的性能欠佳以@@及距离检测性能@@(最小和@@最大可测量距离@@)不佳@@。

现在@@@@,汽车@@设计人员可以@@利用具有泊车辅助功能的角雷达@@传感器@@@@,以@@及具有成本效益的@@ TI AWRL1432 集成雷达@@@@ SoC,来覆盖汽车@@周围的视野@@,而不是添加更多的超声波传感器@@,如图@@@@ 2 所示@@。AWRL1432 超短距离雷达@@传感器@@可以@@检测到近至@@@@ 3cm 和@@远至@@@@ 15m 的静止物体@@,具体取决于天线配置@@。

图@@ 2:使用雷达@@传感器@@实现@@ 360 度泊车辅助覆盖@@

如图@@@@ 3 所示@@,您可以@@在@@车辆保险杠中@@央使用相同的传感器来进行泊车辅助和@@@@ KTO,并使用角传感器来进行泊车辅助和@@盲点检测@@。为了实现这种多模式功能@@,雷达@@传感器@@不仅必须是软件可配置的@@,还必须具有按需从高性能扩展到低功耗的架构灵活性@@。

图@@ 3:多模式雷达@@传感器@@在@@进行泊车辅助和@@@@ KTO

借助低功耗雷达@@传感器@@在@@恶劣的工业环境中@@游刃有余@@

超声波传感器广泛用于非汽车@@应用中@@的物体和@@人员接近感应@@@@,例如停车场护栏内的车辆出入控制或@@非公路车辆@@(如建筑叉车@@、农业机械和@@电动自行车@@)防撞@@,如图@@@@ 4 所示@@。鉴于精度要求越来越高@@,77GHz 雷达@@传感器@@将逐渐取代超声波传感器@@。IWRL1432 的成本较低@@,有助于使停车障碍传感器更经济实惠@@,以@@更小巧的外形进行实施和@@部署@@。此类传感器具备@@较高的射频性能@@,也适用于电动自行车@@、踏板车和@@农业设备@@的物体检测和@@部署@@。这些设备@@需要检测@@ 1m 至@@ 60m 以@@上距离的物体和@@人员@@。


图@@ 4:可应对感应@@挑战的@@ 77GHz 雷达@@传感器@@在@@恶劣环境中@@的应用@@

如图@@@@ 5 所示@@,液箱液位传感器通过发射经液体或@@固体表面@@(如化学品@@、油或@@液体@@)反射的无线电波@@,来测量工业环境中@@的液体和@@固体料位@@。即使在@@蒸汽@@、泡沫和@@其他具有挑战性的条件下也可进行测量@@。此类应用的主要需求是较低功耗@@、高检测精度和@@工人安全性@@。77GHz IWRL1432 传感器内置深度睡眠模式@@,可实现每次测量低于@@ 10mJ 的功耗@@,符合安全完整性等级@@2标准@@,并提供毫米级测量精度@@。

图@@ 5:安装在@@工业液箱顶部的@@ 77GHz 雷达@@传感器@@,用于液位测量@@

结语@@

适用于汽车@@或@@工业应用的超声波和@@电容式感应@@传感器本身具有一定设计挑战@@。雷达@@感应@@领域@@中@@的低成本@@、低功耗器件不仅有助于应对这些设计挑战@@,还可为车辆周围或@@工业环境中@@的新兴应用敞开大门@@。

关于德州仪器@@@@ (TI)
德州仪器@@ (TI)(纳斯达克股票代码@@:TXN)是一家全球性的半导体公司@@,致力于设计@@、制造@@、测试和@@销售模拟和@@嵌入式处理芯片@@,用于工业@@、汽车@@、个人电子@@产品@@、通信设备@@和@@企业系统等市场@@。我们致力于通过半导体技术@@让电子@@产品更经济实用@@,创造一个@@更美好的世界@@。如今@@,每一代创新都建立在@@上一代创新的基础之上@@,使我们的技术@@变得更小巧@@、更快速@@、更可靠@@、更实惠@@,从而实现半导体在@@电子@@产品领域@@的广泛应用@@,这就是工程的进步@@。这正是我们数十年来乃至@@现在@@@@一直在@@做的事@@。欲了解更多信息@@,请访问公司网@@站@@www.ti.com.cn