PCB 블로그 - 밀리미터파는 어떻게 무인차에 응용됩니까?

밀리미터파와 레이저 기술은 무인차 분야에서 중요한 응용을 하고 있으며, 특히 밀리미터파 관련 기술은 더욱 그렇다.밀리미터파 레이더는 자율주행차 개발 과정에서 자율주행 센서 중 하나로 자주 활용된다.밀리미터파 센서가 레이저 레이더나 카메라보다 측정 거리가 길고 비나 눈 등 악천후 조건에서도 안정적으로 작동할 수 있기 때문이다.이는 밀리미터파 기술이 무인차 분야에서 중요한 역할을 하고 있음을 보여준다.이 글은 밀리미터파 레이더에 관한 지식과 밀리미터파를 무인차에 어떻게 응용하는지 소개할 것이다.

밀리미터파 레이더 시장 개요

현재 밀리미터파 레이더 기술은 주로 대륙그룹, 보쉬, 전장, 오토리프, 전장과 델파이 등 전통적인 부품 거두들이 독점하고 있으며, 특히 77GHz 밀리미터파 레이더가 독점하고 있다.보쉬, 대륙그룹, 델파이, 전장, TRW, 후지통천, 히타치 등만이 이 기술을 장악하고 있다.2015년 보쉬와 콘티넨탈 자동차 레이더의 시장 점유율은 22% 로 세계 1위였다.

보쉬의 장거리 밀리미터파 레이더 제품이 핵심 제품이다.그 탐지 범위는 250미터에 달한다.현재 사거리가 가장 먼 밀리미터파 레이더로, 주로 ACC 자체 순항 통제 시스템에 사용된다. 대륙은 비교적 포괄적이며 주요 제품은 24GHz 밀리미터파 레이더다.헬라는 24GHz 레이더를 중심으로 전 세계 24GHz 분야에서 가장 광범위한 고객 범위와 가장 큰 시장 점유율을 보유하고 있다.

해외 밀리미터파 레이더 제조업체의 시장 점유율

밀리미터파 레이더의 특성

밀리미터파 레이더의 주파수 선택에 있어서 국가마다 주로 24GHz, 60GHz, 77GHz 세 개의 주파수 대역이 있는데, 지금은 77GHz로 접근하고 있다.유럽과 미국은 77GHz에 집중하기로 했고 일본은 60GHz 대역을 선택했다.77GHz 밀리미터파 레이더가 전 세계적으로 널리 응용됨에 따라 일본은 점차 77GHz 밀리미터파 레이더 개발로 방향을 틀었다.

현재 밀리미터파 레이더는 주로 24GHz SRR (단거리 레이더) 시스템 + 77GHz LRR (장거리 레이더) 시스템 형태로 출현하고 있다.24GHz 밀리미터파 레이더는 단거리 탐지, 77GHz 밀리미터파는 장거리 탐지를 주로 담당한다.

1.77GHz 레이더는 24GHz 레이더보다 작다.77GHz 레이더는 파장이 24GHz의 3분의 1도 안 되기 때문에 송수신 안테나의 면적을 크게 줄여 전체 레이더의 크기를 효과적으로 줄였으며, 이는 소형화를 추구하는 데 매우 유리하다.

2.77GHz 레이더는 장거리 탐지와 고거리 해상도를 동시에 구현할 수 있도록 높은 송신 전력과 넓은 작업 대역폭의 요구를 동시에 충족시킬 수 있다.

3.77GHz 레이더 안테나, 무선 주파수 회로, 칩 등의 설계 제조는 난이도가 비교적 크며, 현재 기술 성숙도가 비교적 낮고 원가가 비교적 높다.

이밖에 국제전기련맹은 2015년에 79GHz를 자동차안전분야의 응용으로 지정했다.이 대역은 보행자를 감지하고 여러 대상을 대상으로 합니다.앞으로 24GHz를 단거리 레이더로 대체하여 널리 응용될 수 있을 것이다.

밀리미터파 레이더의 장점

밀리미터파 레이더는 파장이 길고 주파수 대역폭 (주파수 범위가 넓음) 이 높으며 투과력이 강한 특징을 가지고 있어 밀리미터파 레이더의 장점을 형성한다.

1.관통력이 뛰어나 날씨의 영향을 받지 않는다.대기는 레이더 대역의 전파에 감쇠 작용을 한다.밀리미터파 레이더는 깨끗한 공기, 비, 안개, 연기와 오염에서 적외선, 마이크로파 등보다 쇠약해져 더 강한 투과 능력을 가지고 있다.밀리미터파 레이더는 빔이 좁고 주파수 대역폭이 넓으며 해상도가 높다.그것은 대기 창 주파수 대역 내에서 전천후로 주야의 영향을 받지 않는다.

2.크기가 작고 식별 정밀도가 높습니다.밀리미터파 길이, 작은 안테나 공경, 작은 부품 크기로 밀리미터파 레이더 시스템은 크기가 작고 무게가 가벼워 자동차에 장착하기 쉽다.같은 목표물에 대해 밀리미터파 레이더는 큰 면적과 높은 감도를 가지고 있어 작은 목표물을 탐지하고 위치시킬 수 있다.

3. 원격 탐지와 탐지를 실현할 수 있다.밀리미터파 레이더는 장거리 레이더와 단거리 레이더로 나뉜다.밀리미터파가 대기 중에 감쇠하기 때문에, 그것은 더 먼 거리를 탐지하고 감지할 수 있으며, 장거리 레이더는 200미터 이상의 탐지와 탐지를 실현할 수 있다.

밀리미터파 레이더는 많은 장점을 가지고 있으며, 현재 자동차 충돌 방지 센서에서 큰 비율을 차지하고 있다.IHS에 따르면 밀리미터파/마이크로파 레이더 + 카메라는 자동차 충돌 방지 센서의 70% 를 차지한다.

국외 밀리미터파 레이더 제조업체

글로벌 거물들은 밀리미터파 레이더 분야에서 오랜 연구 역사를 가지고 있으며, 두터운 기술을 축적하여 글로벌 시장에서 주도적인 위치를 차지하고 있다.차량용 밀리미터파 레이더의 연구는 주로 독일, 미국, 일본을 대표로 하는 일부 선진국에서 진행된다.현재 밀리미터파 레이더 기술은 주로 보쉬, 콘티넨탈 그룹, 전기 설비, 오토리프, 델파이 등 전통적인 부품 거두들이 독점하고 있다.다음 그림은 밀리미터파 레이더에 대한 일부 해외 제조업체의 정보를 보여줍니다.

그렇다면 어떻게 밀리미터파 기술을 무인차에 성공적으로 적용할 수 있을까?

밀리미터파 레이더의 무인차에서의 응용

1. 레이더 작동 원리

인간과 다른 생물에게 눈과 귀는 외부 환경 정보를 얻을 수 없거나 부족한 장치이다.그러나 무인 자동차는 외부 정보를 얻기 위해 기계에 의존하기 때문에 관련 장비가 레이더로 대체됩니다.따라서 정보 전송의 매개체는 이미 빛에서 무선 전파로 바뀌었다.그러나 빛과 무선 전파는 본질적으로 전자기파이며 진공에서 전파 속도는 동일합니다.

레이더의 구조와 유형은 다르지만 기본적으로 송신기, 송신 안테나, 수신기, 수신 안테나, 처리 부품 및 모니터가 있습니다.

작업할 때는 먼저 송신기에 장착된 안테나를 통해 어느 방향으로 전파를 발사한다.전파가 전송 중에 장애물을 만나면 반사가 되고 안테나가 수신 후 반사파를 수신 장치로 보내 처리하여 장애물에 대한 정보를 얻는다. 예를 들어 도플러 효과로 장애물의 속도를 계산한다.장애물 간 거리와 송·수신 간 시간차 등을 계산한다.

2. 자율주행차와의 관계

일반적으로 차량의 운전자는 외부 환경을 눈과 귀로 판단해 차량을 앞으로 운전하고 회전하며 장애물을 피할 수 있는 운전면허증을 소지한 사람이다.그러나 무인 자동차의 운전자는 한 사람에서 기계로 바뀌었다.따라서 외부 정보를 얻는 데 사용되는 장비는 눈과 귀의 레이더로 대체되었습니다.무인차는 그 위에 설치된 레이더 장비를 통해 외부 정보를 얻고 분석 후 해당 사건에 대응한다.

실제로 레이더의 성능은 어떻습니까?범용 순항 무인차를 예로 들어보자.범용 크루즈는 5개의 레이저 레이더와 21개의 밀리미터파 레이더를 사용하여 각각 차체 주변에 배치된다.21대의 밀리미터파 레이더 중 12대는 일본 ALPS가 제공한 79GHz 레이더다.4개의 ARS-408 레이더는 차체 앞뒤에 쌍으로 장착되고, 5개의 고해상도 레이더는 앞뒤 좌우 방향에 장착되며, 해상도는 4cm이다.

12개의 79GHz 밀리미터파 레이더는 종속 연결 모드로 작동한다. 즉, 물체가 조작을 수행할 때 관련 물체가 동시에 조작을 수행할지 여부를 판단한다.이 작동 모드는 자율주행차가 주변의 360 ° 정보를 선명하게 감지하고 수천 개의 목표물을 동시에 추적할 수 있게 해 자율주행차의 긴급 상황 대응 능력을 크게 향상시켰다.이 12개의 79GHz 밀리미터파 레이더는 예비 시스템을 구성한다.이는 제조 비용을 증가시켜 시스템을 다소 비대하게 보이게 하지만 보안 성능이 향상되는 이점에 비하면 미미할 것입니다.

여러 레이더로 구성된 시스템은 자율주행차 주변 지도를 수시로 업데이트할 수 있다.따라서 어느 정도 무인 자동차는 인간이 운전하는 자동차보다 안전하다.운전자가 아무리 노련해도 그가 항상 각 방향의 도로 상황을 주시할 수는 없지만, 기계 운전자는 냉정하게 판단하고 각 방향의 상황을 차별 없이 가장 잘 해결할 수 있다.

3.향후 예상

현재 무인 자동차의 발전은 중대한 돌파를 이룩했다.구글과 바이두 등 과학기술회사들은 이미 무인자동차의 도로시험을 완성했으며 중국 북경도 지난해 두부의 문건을 제정, 발표했다. 즉"북경시 자동운전자동차도로시험 다그쳐 추진에 관한 지도의견 (시행)"과"북경시 자동운전자동차도로시험관리실시세칙 (시행)".무인 자동차의 연구 개발은 국내외에서 전망이 밝다고 말할 수 밖에 없다.레이더는 무인 자동차의 이목으로서 당연히 이 분야에서 빛을 발할 수 있다.