第三章 雷达在智能网联汽车中的应用
学习目标
1
知道汽车雷达的分类及特征区别
2
了解超声波雷达的结构、原理和性能指标
3
熟悉超声波雷达在智能网联汽车中的应用
4
了解毫米波雷达的结构、原理及特点
光速汽车5
熟悉毫米波雷达在智能网联汽车中的应用
6
了解激光雷达的结构、原理及特点
7
熟悉激光雷达在智能网联汽车中的应用

本章小结
本章的学习目标你已经达成了吗？请通过思考以下问题的答案进行结果检验。
序号
问题
自检结果
1
汽车雷达有哪些类型？
汽车雷达可分为超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达。
2
简述超声波雷达的结构、原理和性能指标
超声波雷达结构包括：导电螺杆、接线片、金属壳、保护膜、压电晶片。
超声波原理：超声波雷达利用超声波发生器产生超声波，然后接收探头接收障碍物反射的超声波，并根据超声波反射接收的时差计算出与障碍物的距离。
性能指标：工作频率、工作温度、灵敏度、多普勒效应、温度影响、噪声干扰、线性驱动干扰、机械特性等。
3
举例说明超声波雷达在智能网联汽车中的应用
1）倒车辅助系统
2）自动泊车系统
4
简述毫米波雷达的结构、原理和特点
结构：毫米波雷达系统结构主要包括天线、收发芯片、信号处理芯片等。
原理：毫米波雷达是通过发射和接收毫米波段的电磁波来测量车辆与车辆之间的距离、角度和相对速度的装置。毫米波位于微波和远红外波重叠的波长范围内，根据波传播理论，频率越高，波长越短，分辨率越高，穿透能力越强，但传播过程中损耗越大，传输距离越短。
特点：分辨率高、方向性好、抗干扰能力强、检测性能好。
5
举例说明毫米波雷达在智能网联汽车中的应用
实现自适应巡航控制、前向防撞报警、盲点检测、辅助停车、辅助变道、自主巡航控制等先进的巡航控制功能。
6
简述激光雷达的结构、原理、分类及特点
结构：激光雷达机械部分主要由激光发射器、光学接收器、伺服电机、光学旋转编码器、倾斜镜等构成。
原理：激光雷达通过发射激光光束来扫描环境，并接收反射回来的光束获取检测数据，利用飞行时间测量法（Time of Flight）获取激光发射器到物体的距离，具体过程如图3-15所示：激光雷达中的激光发射器在时间t1发射出一束超短激光脉冲；激光投射到物体上后发生漫反射，激光接收器在时间t2接收反射回来的激光脉冲；通过激光光束（以光速传播）的飞行时间（t2-t1）和光速，准确计算出目标物体到激光雷达的距离。
分类：按照激光发射波形可分为连续型、脉冲型；按照探测方式可分为直接探测、相干探测；按照光束控制方式可以分为机械式、固态等；按照工作介质可分为半导体激光雷达、固体激光雷达、气体激光雷达；按照线数可分为单线激光雷达、多线激光雷达；按照载荷平台的不同可分为车载激光雷达、机载激光雷达、星载激光雷达。从结构角度分类，主要分为多线旋转式激光雷达和固态激光雷达两大类。
特点：高分辨率；隐蔽性好，抗干扰能力强；低空探测性能好；工作时受气候、天气影响大。
7
举例说明激光雷达在智能网联汽车中的应用
激光雷达能够通过三维点云精确地还原环境，使得利用点云去提取环境中目标特征成为可能。在此基础上，激光雷达可以用于车道线检测、目标分类与运动跟踪，以及通过环境特征匹配进行的SLAM高精度定位等感知手段。能够提供高精度地图建图、高精度定位、环境中复杂物体的识别与跟踪等环境理解能力，为控制系统的正确决策提供指导。