激光焊接技術(shù)是利用激光束產(chǎn)生的熱量將塑料接觸面熔化,然后將熱塑性片材、薄膜或成型件粘合在一起的技術(shù)。它最早出現(xiàn)在 1970 年代,但由于成本高昂,無法與早期的塑料粘合技術(shù)競(jìng)爭(zhēng),如振動(dòng)焊接技術(shù)和熱板焊接技術(shù)。但自1990年代中期以來,由于激光焊接技術(shù)的設(shè)備成本下降,該技術(shù)逐漸受到廣泛歡迎。
I.簡(jiǎn)介
首先要明確,這里要討論的雷達(dá)是發(fā)射電磁波的普通雷達(dá),而不是發(fā)射機(jī)械波的倒車?yán)走_(dá)。
二戰(zhàn)軍迷和歷史研究人員大概對(duì)雷達(dá)技術(shù)的起源了如指掌:第一臺(tái)實(shí)用的雷達(dá)被用來探測(cè)半夜試圖從空中穿越英吉利海峽的天龍——天龍坐在漂浮在天空中的金屬外殼上。之后,雷達(dá)不僅在太平洋的夜戰(zhàn)中碾壓了島國(guó)訓(xùn)練有素的戰(zhàn)艦觀察員,而且在貝卡谷地也有被猶太反輻射導(dǎo)彈炸毀的悲慘歷史。
雷達(dá)從戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器向交通運(yùn)輸業(yè)轉(zhuǎn)型的初期,伴隨著無數(shù)車主的血淚——雷達(dá)測(cè)速。而現(xiàn)在雷達(dá)已經(jīng)成為車主擺脫油門——自適應(yīng)巡航的主傳感器,平行線的保護(hù)者——盲點(diǎn)監(jiān)控和平行輔助傳感器,偶爾打最后一道防線躲避后方-末端碰撞 - 自動(dòng)緊急制動(dòng)傳感器。
二、結(jié)構(gòu)與原理
目前車載雷達(dá)的頻率主要分為頻段和頻段,其中頻段代表未來趨勢(shì):這是國(guó)家專門分配給車載雷達(dá)的頻段國(guó)際電信聯(lián)盟。嚴(yán)格來說,雷達(dá)屬于毫米波雷達(dá),但實(shí)際的雷達(dá)也叫毫米波雷達(dá)。
在工程實(shí)踐中,雷達(dá)天線的具體實(shí)現(xiàn)方式有很多種。目前,平面天線陣列雷達(dá)在車載雷達(dá)中較為常見。與其他實(shí)現(xiàn)方式相比,平面雷達(dá)沒有旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件,可以保證更小的體積和更低的成本。下面以目前常見的平板天線雷達(dá)為例介紹車載雷達(dá)的結(jié)構(gòu)和原理。
首先對(duì)車載雷達(dá)有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí):
看內(nèi)部結(jié)構(gòu):
其中一個(gè)是天線陣,如下圖:
從上往下有10根發(fā)射天線到底部 TX1、然后是 2 個(gè)發(fā)射天線 TX2、最后是 4 個(gè)接收天線 RX1 到 RX4、
兩組發(fā)射天線分別負(fù)責(zé)檢測(cè)近、遠(yuǎn)目標(biāo),其覆蓋范圍如下圖所示:
因?yàn)榻晥?chǎng)(FOV)比較大,大約90度,所以天線多,遠(yuǎn)景視角小,只有20度左右,兩根天線就夠了。
安裝在汽車上的雷達(dá)外觀如下圖所示:
雷達(dá)通過天線發(fā)射和接收電磁波。發(fā)射的電磁波不是各個(gè)方向的均勻球面波,而是以定向波束的形式發(fā)射出去的。并且在各個(gè)方向都有不同的強(qiáng)度,如下圖所示:
雷達(dá)主要測(cè)量目標(biāo)的三個(gè)參數(shù):位置、速度和方位角。下面對(duì)這三個(gè)參數(shù)的測(cè)量原理進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。
位置和速度盈云光電作為山東激光塑料焊接設(shè)備生產(chǎn)廠家,生產(chǎn)的塑料激光焊接設(shè)備主要應(yīng)用于汽車后尾燈、車載攝像頭、汽車胎壓監(jiān)測(cè)計(jì)、醫(yī)用流體器件、微流體器件、液冷燈等產(chǎn)品領(lǐng)域的塑料激光焊接工作,盈云光電激光塑料焊接設(shè)備主要銷往:瑞安、廣東中山、河北、上海、廣東、吉林、湖北、重慶、北京、浙江、遼寧、江蘇、天津、四川、河南、湖南、蘇州、寧波、常州、鹽城、嘉興、南通等省市。廠家價(jià)格,歡迎來電:0531-88698207
這兩個(gè)參數(shù)的測(cè)量原理在小學(xué)科學(xué)教科書中有描述:雷達(dá)波由發(fā)射天線發(fā)出,被目標(biāo)反射,雷達(dá)回波由接收天線接收.雷達(dá)與目標(biāo)的距離可以通過計(jì)算雷達(dá)波的飛行時(shí)間,乘以光速再除以2得到。
根據(jù)多普勒效應(yīng),目標(biāo)相對(duì)于運(yùn)動(dòng)的速度為雷達(dá)可以通過計(jì)算返回接收天線的雷達(dá)波的頻率變化得到。簡(jiǎn)單地說,相對(duì)速度與頻率變化成正比。當(dāng)目標(biāo)和車輛靠近時(shí),回波的頻率比發(fā)射頻率增加,反之亦然。
實(shí)現(xiàn)位置和速度測(cè)量的具體方法因雷達(dá)采用的調(diào)制方式而異。雷達(dá)的調(diào)制簡(jiǎn)單來說就是實(shí)現(xiàn)雷達(dá)回波的識(shí)別和飛行時(shí)間的測(cè)量。需要對(duì)雷達(dá)發(fā)射的電磁波添加標(biāo)記和時(shí)間參考。在車載雷達(dá)中,主要采用調(diào)幅和調(diào)頻兩種方法。目標(biāo)的方位角是通過計(jì)算平行接收天線接收到的同一目標(biāo)反射的雷達(dá)波的相位差得到的。原理如下圖所示:
通過兩根接收天線RX1和RX2之間的幾何距離d和兩根天線接收到的雷達(dá)回波的相位差b,可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的三角函數(shù)計(jì)算方位角αAZ .
三、應(yīng)用實(shí)例
毫米波雷達(dá)最常見的三種用途是:
ACC(自適應(yīng)巡航)
BSD&LCA(盲點(diǎn)檢測(cè)和變道輔助)
AEB(自動(dòng)應(yīng)急控制) ) Motion,一般是配合攝像頭進(jìn)行數(shù)據(jù)融合)
作為已經(jīng)量產(chǎn)多年的技術(shù),我覺得沒有必要介紹以上功能的具體內(nèi)容。再說點(diǎn)更有意思的:
a) 雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理流程
實(shí)現(xiàn)ACC等功能的核心技術(shù)是目標(biāo)識(shí)別與跟蹤。接收天線接收到雷達(dá)回波并解調(diào)后,控制器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字采樣并進(jìn)行相應(yīng)的濾波。接下來,通過 FFT 將信號(hào)變換到頻域。接下來,尋找信號(hào)中的特定特征,例如頻域中的能量峰值。這一步無法獲取我們需要的目標(biāo),只能獲取雷達(dá)波反射點(diǎn)的信息。
而且,對(duì)于很多高性能雷達(dá)來說,此時(shí)得到的多個(gè)反射點(diǎn)可能來自一個(gè)物體,例如一輛卡車可能會(huì)形成5-10個(gè)反射點(diǎn)。因此,首先必須將可能屬于同一個(gè)物體的反射點(diǎn)匹配到同一個(gè)反射點(diǎn)簇。接下來,通過跟蹤反射點(diǎn)的單個(gè)集群來形成關(guān)于對(duì)象分布的猜測(cè)。
在下一個(gè)測(cè)量周期,例如通過卡爾曼濾波,根據(jù)之前的物體分布,預(yù)測(cè)本次測(cè)量周期中物體的可能分布,然后嘗試將當(dāng)前得到的反射點(diǎn)簇與預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行匹配,為例如通過比較對(duì)象的位置和速度等參數(shù)。當(dāng)反射點(diǎn)簇與上一個(gè)測(cè)量周期得到的物體信息匹配成功時(shí),得到物體的“軌跡”,物體的可信度增加,否則可信度下降。只有當(dāng)一個(gè)對(duì)象的可信度超過一定閾值時(shí),該對(duì)象才會(huì)成為我們關(guān)心的目標(biāo),進(jìn)入所謂的目標(biāo)列表。
b) 關(guān)于雷達(dá)的兩個(gè)小問題
雷達(dá)能探測(cè)到靜止的目標(biāo)嗎?
很多早期的ACC系統(tǒng)不會(huì)對(duì)靜止物體做出反應(yīng),也就是說,如果前方有靜止物體,比如在進(jìn)入檢測(cè)范圍之前停在它前面的車輛,ACC不會(huì)針對(duì)車輛,而不是A將發(fā)出減速請(qǐng)求。所以有人認(rèn)為雷達(dá)不能探測(cè)靜止物體,這其實(shí)是一種誤解。