浅谈自动驾驶三大核心传感器技术
而短距离(SRR)雷达模组方面则有了切实的设计革新,目前大多数短距离雷达模组的工作频率为24GHz,探测距离约60~70米。
安装在汽车前后方两角的短距离雷达模组,可用于车道探测、车道保持等相关功能。同时,并线辅助功能也采用安装在前部侧方保险杠的短距离雷达。
为了使车辆获得更先进的ADAS功能,短距离雷达正从24GHz向更高性能的79GHz更替。采用79GHz是为了避免和前向77GHz长距离雷达发生干扰。
装配于车辆后方两角的雷达模组也正在从分立模式向芯片组解决方案过渡。“市场对集成收发器和MCU的RF CMOS方案很感兴趣。但是,相对前向长距离雷达,市场更倾向于在车辆四角的短距离雷达上应用芯片组集成解决方案,因为这些雷达需要尺寸做的更小,并且对成本更加敏感,”Wilson说。
对于这类雷达模组,OEM厂商提供了多种方案。如上所述,TI提供了采用45nm RF CMOS工艺的芯片组。而ADI和Renesas正在开发一款采用28nm RF CMOS工艺的77/79 GHz的雷达器件。同时,GlobalFoundries则提供22nm FD-SOI工艺,一种在衬底中加入薄绝缘层以抑制漏损的技术。
和体硅CMOS工艺类似,FD-SOI工艺能够使芯片制造商集成包括雷达芯片在内的多种元件。而且,FD-SOI还能解决其它问题。“一颗雷达单元的功耗已经很高了。如果集成了多个雷达器件,系统散热将成为一个大问题,” GlobalFoundries产品线管理高级总监Bert Fransis说,“而体硅CMOS工艺无法解决这种问题。采用FD-SOI工艺,则能使每款雷达解决方案的功耗降低至1 watt以下。”
当然,还有较传统的选择方案,采用单独的基于SiGe的雷达收发器。“基于SiGe的短距离和长距离雷达能够满足汽车雷达系统的要求,”TowerJazz市场战略高级总监Amol Kalburge说,“采用SiGe方案最重要的是,同一颗芯片上的发射端功率放大器和接收端低噪音放大器之间的完整集成,才能使系统获得最优的性能和更低的成本。”
如上所述,雷达系统对于ADAS和自动驾驶应用来说,有优势也有劣势。“雷达传感器相对来说尺寸比较紧凑,成本效益也高,因此,现在已经被OEM厂商大量采用,”Kalburge说道,“目前的汽车雷达解决方案,其分辨率还不足以应对全自动驾驶应用,现在正在开发新的硬件和软件解决方案来提高雷达系统的分辨率。”
事实上,业界正在努力开发下一代雷达。其中一个目标便是缩小与LiDAR之间的分辨率差距,或能进一步取代LiDAR。“未来,我们或将看到雷达和LiDAR之间的激烈竞争,”GlobalFoundries公司的Granger说。
雷达研发方面,Imec(欧洲微电子研究中心)目前正在开发140GHz雷达技术。也有其它厂商及研究机构正在研究成像雷达技术。“雷达技术一直在不断发展,”National Instruments(国家仪器)公司的市场技术专家Marcus Monroe说,“新的天线设计和先进的处理算法将为雷达带来更高的性能和全新的功能,使其能够用于之前无法胜任的应用场景,例如行人探测等。”

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