干货分享：自动驾驶核心技术进展之车用毫米波雷达

电动化、智能化、网络化、共享化是未来汽车发展的大趋势。随着这一趋势，自动驾驶汽车的应用应运而生，国内许多自动驾驶研发企业迅速成长。“自动驾驶”等相关热词也一直是业界关注的焦点。为了让中国的机构、协会、企业、经销商、汽车从业者和汽车圈关注人士对智能网联汽车有更系统、更全面的了解，中国汽车工程学会将于9月底正式为行业推出《智能网联车辆蓝皮书》，欢迎您品尝和阅读。

被智能网联汽车技术的路线图所激励，车云在书中分享了一些干货——自动驾驶的核心技术。正如你所知，自动驾驶的核心技术包括：V2X、高精度地图定位、人机交互、车辆决策、车辆雷达、计算平台、信息安全、感知算法等。今天我们将详细谈谈汽车雷达。自动驾驶汽车作为未来解放人手、提高效率的出行工具，需要大量的黑科技加持，其中传感器是其底层支撑的重要组成部分，车载毫米波雷达起着传感器的作用。

图片来源：网络毫米波雷达开始在车辆上使用。在军事上，毫米波雷达已广泛应用于预警探测、武器制导、电子对抗等领域。近年来，随着集成电路和天线设计技术的不断成熟，元器件成本的不断降低，民用车载毫米波雷达产品应运而生并投入实际应用。车载毫米波雷达利用天线发射电磁波，连续检测前方或后方障碍物反射的回波，并通过雷达信号处理器进行综合分析，计算出与前方或后方阻碍物的相对速度和距离，生成警告信息并传输至汽车控制电路，它控制汽车变速器和制动器做出响应，从而避免碰撞。毫米波雷达具有探测性能稳定、射程远、环境适用性好的特点。与超声波雷达相比，毫米波雷达具有体积小、重量轻、空间分辨率高等特点。与红外、激光、相机等光学传感器相比，毫米波雷达具有较强的穿透雾、烟尘的能力，具有全天候、全时的特点。可以实现遥感和探测。毫米波雷达可分为远程雷达（LRR）和短程雷达（SRR）。由于毫米波在大气中的衰减较弱，它可以探测和感知更远的距离，远程雷达可以实现200米以上的感知和探测。体积小巧，识别精度高。毫米波短，天线孔径小，部件小，这使得毫米波雷达系统体积小、重量轻，易于安装在汽车中。对于同一物体，毫米波雷达具有大截面积和高灵敏度，可以探测和定位小目标。穿透能力强，不受天气影响。大气衰减了雷达波段的传播。毫米波雷达在清洁空气中或在雨、雾、烟和污染中比红外线和微波弱，具有更强的穿透能力。毫米波雷达具有波束窄、频带宽、分辨率高的特点，在大气窗口波段不受昼夜影响。各种车辆传感器的优缺点比较

车载雷达的频率划分从2005年到2013年，欧盟使用24GHz和79GHz作为车载毫米波雷达的频谱，而美国使用24GHz、77GHz频段，日本选择60~61 GHz频段。随着76~76～77GHz毫米波雷达在世界范围内的广泛应用，日本逐渐转向79GHz毫米波天线的研制。主要国家的车载雷达频段主要集中在……

三个频段：23～24GHz、60～61GHz和76～77GHz（79GHz）。然而，毫米波车载雷达频带在世界各地的混乱使用限制了车载雷达在汽车行业的发展。主要国家车载雷达的频率划分在日内瓦举行的2015年世界无线电通信大会（WRC-15）上，各国讨论并决定将77.5~78.0 GHz的频带划分为无线电定位服务，以支持短程高分辨率车载雷达的发展，车载雷达正式获得全球统一分频。从我国的情况来看，无线电主管部门一直在积极推动车载雷达的分频工作。2005年，原信息产业部发布了《微功率（近程）无线电设备技术要求》，规划了车载测距雷达76~76～77GHz频段。此后，2012年，工业和信息化部发布了《关于发布24GHz频段短程车载雷达设备频率的通知》，规划了24.25～26.65GHz频段的频率用于短程车载雷达服务。作为智能汽车和智能交通的重要组成部分，车载毫米波雷达的分频一直受到国家无线电管理部门的密切关注和高度重视。2016年，中国正式启动国际电联智能交通全球频率统一（WRC-19 1.12）项目。工信部发布《关于同意汽车信息服务行业应用联盟开展智能交通无线电技术频率研究与测试的批复》文件，授权车联组织行业单位在合肥、大连、泰州、绵阳等城市开展77~81GHz车载毫米波雷达的研究和测试，验证雷达性能参数、频率要求等技术指标，为中国车载雷达频率规划和WRC-19 1.12中国提案提供了技术参考，促进了车载雷达的安全可靠应用。国内外车载雷达产品现状美国、欧洲和日本在车载雷达技术研究方面处于领先地位。目前，越来越多的公司和供应商参与汽车雷达系统开发、设备开发和算法研究。1999年，梅赛德斯-奔驰率先采用77GHz毫米波雷达的自动巡航控制系统。2003年，博世公司研发的77GHz车载雷达正式投入商用。2013年，松下和富士通开发了79GHz毫米波车载雷达。目前，毫米波车载雷达的关键技术主要被中国、博世、电装和奥托立夫等传统汽车零部件巨头垄断，尤其是77GHz毫米波雷达，只有博世、中国、德尔福、电装、TRW、富士通、日立等公司掌握。2015年，博世和大陆汽车雷达的市场份额为22%，位居世界第一。

国外毫米波雷达制造商的市场份额（来源：左思研究院）在中国，24GHz和77GHz毫米波集成电路的关键技术取得了突破。其中，24GHz毫米波集成电路已经量产并试用，但77GHz毫米波积分电路的国产化进展缓慢。国内相关产品的研发也在进行中。东南大学毫米波国家重点实验室完成了8mm频段混频器、倍频器、开关、放大器等单功能芯片的研制。目前，单片机接收/发射前端的设计和开发正在进行中。有限公司在24GHz汽车主动安全雷达射频前端集成电路方面取得了突破，是国内唯一一家为24GHz车用主动安全雷达的射频前端提供MMIC解决方案的企业。有限公司在77GHz汽车毫米波雷达关键技术的研发方面取得了突破，产品有望很快问世。与国外相比，国内毫米波雷达产业的发展主要面临以下问题：1。该行业的整体竞争力是……

eak。目前，国内产业链尚未成熟，国外商用车载雷达已经发展了几十年，近年来才在中国起步，因此产品上市后将面临激烈的竞争压力。2.人才极度短缺。车载雷达的研发需要丰富的雷达系统和毫米波射频设计经验和能力，而这一领域的人才大多集中在军工企业和外国企业。3.财务压力很大。由于技术基础薄弱，研发所需的测试设备和生产设备需要从国外采购，价格昂贵，后期收入未知，因此国内相关制造商面临着巨大的资金压力。4.开发周期长。毫米波雷达的开发周期将超过12个月，产品还需要通过静态测试、动态测试、机载测试和各种复杂环境测试，整个开发周期至少为2年。小结：智能网联汽车一定是未来的主要出行工具，而车载毫米波雷达无疑将是无人驾驶汽车传感端的标准。最基本的技术是核心部分。做好车辆毫米波雷达技术，无人驾驶汽车也能做好。电动化、智能化、网络化、共享化是未来汽车发展的大趋势。随着这一趋势，自动驾驶汽车的应用应运而生，国内许多自动驾驶研发企业迅速成长。“自动驾驶”等相关热词也一直是业界关注的焦点。为了让中国的机构、协会、企业、经销商、汽车从业者和汽车圈关注人士对智能网联汽车有更系统、更全面的了解，中国汽车工程学会将于9月底正式为行业推出《智能网联车辆蓝皮书》，欢迎您品尝和阅读。

被智能网联汽车技术的路线图所激励，车云在书中分享了一些干货——自动驾驶的核心技术。正如你所知，自动驾驶的核心技术包括：V2X、高精度地图定位、人机交互、车辆决策、车辆雷达、计算平台、信息安全、感知算法等。今天我们将详细谈谈汽车雷达。自动驾驶汽车作为未来解放人手、提高效率的出行工具，需要大量的黑科技加持，其中传感器是其底层支撑的重要组成部分，车载毫米波雷达起着传感器的作用。

图片来源：网络毫米波雷达开始在车辆上使用。在军事上，毫米波雷达已广泛应用于预警探测、武器制导、电子对抗等领域。近年来，随着集成电路和天线设计技术的不断成熟，元器件成本的不断降低，民用车载毫米波雷达产品应运而生并投入实际应用。车载毫米波雷达利用天线发射电磁波，连续检测前方或后方障碍物反射的回波，并通过雷达信号处理器进行综合分析，计算出与前方或后方阻碍物的相对速度和距离，生成警告信息并传输至汽车控制电路，它控制汽车变速器和制动器做出响应，从而避免碰撞。毫米波雷达具有探测性能稳定、射程远、环境适用性好的特点。与超声波雷达相比，毫米波雷达具有体积小、重量轻、空间分辨率高等特点。与红外、激光、相机等光学传感器相比，毫米波雷达具有较强的穿透雾、烟尘的能力，具有全天候、全时的特点。可以实现遥感和探测。毫米波雷达可分为远程雷达（LRR）和短程雷达（SRR）。由于毫米波在大气中的衰减较弱，它可以探测和感知更远的距离，而远程雷达可以实现感知和探测……

超过200米。体积小而紧凑，识别精度高。毫米波短，天线孔径小，部件小，这使得毫米波雷达系统体积小、重量轻，易于安装在汽车中。对于同一物体，毫米波雷达具有大截面积和高灵敏度，可以探测和定位小目标。穿透能力强，不受天气影响。大气衰减了雷达波段的传播。毫米波雷达在清洁空气中或在雨、雾、烟和污染中比红外线和微波弱，具有更强的穿透能力。毫米波雷达具有波束窄、频带宽、分辨率高的特点，在大气窗口波段不受昼夜影响。各种车辆传感器的优缺点比较

车载雷达的频率划分从2005年到2013年，欧盟使用24GHz和79GHz作为车载毫米波雷达的频谱，而美国使用24GHz、77GHz频段，日本选择60~61 GHz频段。随着76~76～77GHz毫米波雷达在世界范围内的广泛应用，日本逐渐转向79GHz毫米波天线的研制。主要国家的车载雷达频段主要集中在23～24 GHz、60～61 GHz和76～77 GHz（79 GHz）三个频段。然而，毫米波车载雷达频带在世界各地的混乱使用限制了车载雷达在汽车行业的发展。主要国家车载雷达的频率划分在日内瓦举行的2015年世界无线电通信大会（WRC-15）上，各国讨论并决定将77.5~78.0 GHz的频带划分为无线电定位服务，以支持短程高分辨率车载雷达的发展，车载雷达正式获得全球统一分频。从我国的情况来看，无线电主管部门一直在积极推动车载雷达的分频工作。2005年，原信息产业部发布了《微功率（近程）无线电设备技术要求》，规划了车载测距雷达76~76～77GHz频段。此后，2012年，工业和信息化部发布了《关于发布24GHz频段短程车载雷达设备频率的通知》，规划了24.25～26.65GHz频段的频率用于短程车载雷达服务。作为智能汽车和智能交通的重要组成部分，车载毫米波雷达的分频一直受到国家无线电管理部门的密切关注和高度重视。2016年，中国正式启动国际电联智能交通全球频率统一（WRC-19 1.12）项目。工信部发布《关于同意汽车信息服务行业应用联盟开展智能交通无线电技术频率研究与测试的批复》文件，授权车联组织行业单位在合肥、大连、泰州、绵阳等城市开展77~81GHz车载毫米波雷达的研究和测试，验证雷达性能参数、频率要求等技术指标，为中国车载雷达频率规划和WRC-19 1.12中国提案提供了技术参考，促进了车载雷达的安全可靠应用。国内外车载雷达产品现状美国、欧洲和日本在车载雷达技术研究方面处于领先地位。目前，越来越多的公司和供应商参与汽车雷达系统开发、设备开发和算法研究。1999年，梅赛德斯-奔驰率先采用77GHz毫米波雷达的自动巡航控制系统。2003年，博世公司研发的77GHz车载雷达正式投入商用。2013年，松下和富士通开发了79GHz毫米波车载雷达。目前，毫米波车载雷达的关键技术主要被中国、博世、电装和奥托立夫等传统汽车零部件巨头垄断，尤其是77GHz毫米波雷达，只有博世、中国、德尔福、电装、TRW、富士通、日立等公司掌握。2015年，博世和大陆汽车雷达的市场份额为22%，位居世界第一。

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国外毫米波雷达制造商的市场份额（来源：左思研究院）在中国，24GHz和77GHz毫米波集成电路的关键技术取得了突破。其中，24GHz毫米波集成电路已经量产并试用，但77GHz毫米波积分电路的国产化进展缓慢。国内相关产品的研发也在进行中。东南大学毫米波国家重点实验室完成了8mm频段混频器、倍频器、开关、放大器等单功能芯片的研制。目前，单片机接收/发射前端的设计和开发正在进行中。有限公司在24GHz汽车主动安全雷达射频前端集成电路方面取得了突破，是国内唯一一家为24GHz车用主动安全雷达的射频前端提供MMIC解决方案的企业。有限公司在77GHz汽车毫米波雷达关键技术的研发方面取得了突破，产品有望很快问世。与国外相比，国内毫米波雷达产业的发展主要面临以下问题：1。该行业的整体竞争力较弱。目前，国内产业链尚未成熟，国外商用车载雷达已经发展了几十年，近年来才在中国起步，因此产品上市后将面临激烈的竞争压力。2.人才极度短缺。车载雷达的研发需要丰富的雷达系统和毫米波射频设计经验和能力，而这一领域的人才大多集中在军工企业和外国企业。3.财务压力很大。由于技术基础薄弱，研发所需的测试设备和生产设备需要从国外采购，价格昂贵，后期收入未知，因此国内相关制造商面临着巨大的资金压力。4.开发周期长。毫米波雷达的开发周期将超过12个月，产品还需要通过静态测试、动态测试、机载测试和各种复杂环境测试，整个开发周期至少为2年。小结：智能网联汽车一定是未来的主要出行工具，而车载毫米波雷达无疑将是无人驾驶汽车传感端的标准。最基本的技术是核心部分。做好车辆毫米波雷达技术，无人驾驶汽车也能做好。

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