毫米波雷达整体发展态势迅猛的原因及科研成果

MEMS/传感技术

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近年,新能源汽车在我国的迅猛发展。为我国上下游产业不同细分领域的企业发展,许多国内企业不断加大以车载雷达作为其中一个主要发展方向。

毫米波雷达市场多年持续高速增长

随着车载毫米波雷达已广泛应用于汽车的ADAS系统,近年来,汽车智能化发展改革不断推进,毫米波雷达已成为新能源汽车的绝对标配硬件,随着车辆不停地生产,搭载的毫米波雷达需求不断增加,势必直接带动毫米波雷达上下游产业投资、研发、生产的增长。通过智研咨询统计的《2018-2026年中国毫米波雷达出货量》分析,2021年我国毫米波雷达出货量已达2000万颗,同比增幅超40%。未来随着智能汽车的继续发展,毫米波雷达出货量将不断扩大,2026年出货量有望超7000万颗。  

雷达探测

在高速增长的趋势中,我们通过三方面的因素进行分析,可以推敲出我国毫米波雷达整体发展态势迅猛的原因:  

1、国家发展政策支持

我们国家一直以来始终坚持依托产学研为市场产业生产力的可持续发展战略,以产业发展态势为目标,通过学术探索结合研究实践,形成可行有效的新兴技术诞生模型。在这基础之上,通过国家相关的政策配套支持,为具备能力的企业、院校、研究机构提供丰富的研发资源、优质的展示平台。  

2、下游应用产业的市场需求推动中上游相关产业的急速发展

现阶段,汽车、无人机、安防是民用毫米波雷达最主要的应用领域。其中车载雷达是毫米波雷达应用最为广泛的领域。据公安部统计,2022年全国汽车保有量达中3.19亿辆,其中新注册登记的汽车2323万辆、全年新注册登记的新能源汽车535万辆(接近占汽车新注册登记约19%)。且随着大众对汽车主动安全性能的认可度提高,无人驾驶的可靠性越发重要,高精度的雷达传感系统是实现高级别无人驾驶的关键。

3、以车载雷达为基础的更多应用场景研究突破

毫米波雷达在汽车领域迅猛发展后,技术群雄们纷纷投入深化毫米波雷达除汽车领域外的应用研究,如智慧家居的传感互联、生命体征健康的监测等。

毫米波雷达业务领域市场广阔

据AIoT研究数据表示,我国毫米波雷达市场总量预计在2026年将达到惊人的197亿元,年复合增长率高达23.3%。而其目前主要应用的市场有汽车市场、家居市场、康养市场等等。

雷达探测

  毫米波雷达科研硕果

2月7日, “中国芯”新一代高频高性能超距毫米波雷达新技术新成果发布会在北京成功举行。研发团队认为,该成果在技术上实现了“中国芯”、远距离、全覆盖、高可靠、高精度、多场景六大突破,它首次采用国产94GHz毫米波雷达芯片,打破了高频段毫米波雷达芯片进口受限局面,解决了核心元器件“卡脖子”的技术难题。  

国产94GHz毫米波雷达芯片包括以下在内的应用亮点:

1、远距离、全覆盖、高可靠、高精度

为优化智慧高速建设成本,远距离探测一直是雷达的研究热点。现有雷达多采用调频连续波体制,通过发射多个重复脉冲序列,在距离速度二维频谱上获得相参积累增益,能量积累效果有限。对此,创新团队基于MIMO体制雷达波形设计理念及准则,创新性采用复杂MIMO波形组合及跨域相参积累信号处理方法,进一步提高了测速精度和数据刷新率,将雷达探测距离范围提升至了1200米以上,实现了对目标的高精度、远距离的实时跟踪。

随着经济社会的高速发展,汽车保有量逐年攀升,10、12车道等高速公路进入发展的行列,94GHz超距毫米波雷达进一步扩大了检测视角,横向覆盖范围达50m,同时增加俯视探测能力,可满足双向12车道大场景无盲区目标检测要求。

高可靠方面,94GHz超距毫米波雷达采用复杂波形编码、目标参数高分辨估计等技术,有效解决了复杂交通场景、超密集电磁环境等雷达同频相互干扰、检测失真等问题。雷达工作温度-40℃~+85℃、防护等级为IP67,在高温低寒、雨雪等恶劣天气情况下,仍可保持稳定探测性能,支撑实现道路全天时、全天候通行。

高精度方面,超距毫米波雷达采用近端大视角宽波束和远端高增益窄波束相结合的方式,实现近端、远端同时保持0.2m的定位精度,实时输出目标的速度、位置、车辆类型等信息,目标单次扫描处理时延低于70ms,同时满足高传输功率和大工作带宽,在距离、速度、角度分辨率及精度方面相较于现在使用的24G和80GHz雷达有明显优势。

2、打通全域数据 实现多场景应用

超距毫米波雷达不受场景应用限制,可全天时全天候超视距感知交通状态,当前实现的场景包括正常路段的高速车辆目标监测、拥堵场景下低速乃至停车的探测 ,实现重点车辆跟踪、危险驾驶行为监测和预警,全域事件检测及事故智能跟踪,雷达视频感知联动等场景,适用于直路、弯路、匝道、跨线桥、枢纽互通等多场景安装,实现智慧高速全天时、全天候、全路段实时监控,为全天候交通出行提供基础数据支撑。

非汽车领域的“新赛道”

首先是楼宇自动化和智能家居领域。作为人体和运动传感器,毫米波雷达可以对区域内的人员数量、位置进行精准的感知,并以此为依据去控制照明、空调等系统,实现更高效的节能。   其次是健康监护领域。随着老龄化进程的加速,毫米波雷达与智慧养老相结合,实现跌倒报警、睡眠监控等应用场景。这一领域未来的前景,也非常值得关注。   第三是安防监控领域。虽然“摄像头+AI图像识别”是目前这一领域的主流方案,但是恶劣天气环境也一直是伴随着视觉解决方案的敏感的话题。因此在特定的场合,毫米波雷达可以作为一个替代方案,代替AI图像识别去进行流量分析、入侵检测等工作。此外,采用“摄像头+毫米波雷达相互联动的解决方案,还可增强原有方案的性能和可靠性,有利于实现更高的识别率、更低的误报率、更低的人工成本。

总    结

从军用到专用;从汽车再到工业和消费物联网应用,毫米波雷达通过不断地出圈",使得自身的应用版图不断扩大。

编辑:黄飞

 

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