雷达与辅助驾驶

雷达 与 辅助驾驶

雷达

雷达是一种应用无线电来探测、测距等功能的电子装置。雷达发射出电磁波后对目标进行照射，并且接受其反射波，通过电磁波的性质和一定计算来得到目标与发射点间的距离，甚至径向速度、方位、高度等信息。本文主要探讨雷达的发展以及其基本原理。
雷达在第一次世界大战期间，为防范空中飞机等金属物体，英国军方意在研究一种能探测空中金属物体的技术，即雷达技术。第二次世界大战期间，雷达技术已发展到能应对基本现代战争，如地对空、空对地、空对空、敌我识别功能技术。第二次世界大战后，由于雷达应用的高潜力和多功能，单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、有源与无源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新型雷达。随着微电子领域的发展，雷达内涵和技术内容都在不断地延伸，雷达的探测手段已经从单调一种探测方式发展到了运用红外光、紫外光、激光与其他光学探测手段结合。

雷达与辅助驾驶

现如今，雷达导航多用于军用，现有船用导航雷达、军舰导航雷达、飞机导航雷达，民用雷达鲜少涉及导航。卫星导航现如今成为普遍的大众化的民用导航系统。实际上，两种导航功能细化不同，卫星导航适用于大范围，相对静止不变的导航，而雷达导航可以更好的应对突发情况，得到更加精确的数据，如距离、距离变化率、方位、高度等信息。在日常生活中【1】全球卫星导航系统（GPS系统、北斗系统）确实能应对绝大多数情况，但其在小范围、多变的环境中的效果并不如此如意。现如今，雷达确有应用于汽车辅助功能，如【2】倒车雷达。倒车雷达是汽车驻车或者倒车时的安全辅助装置，它是运用简单的超声波传感器、控制器和显示器组成，尽在泊车时起作用，此类小型雷达已经出现多年，并且在市场上普及度很高。而现如今已存在的导航雷达多用于军用，比如【3】船用导航雷达，主要为了应对危险航行环境，如夜晚行驶、雾天行驶、通过窄水道和沿海航行，主要作用是防止撞击。试想如果此类雷达应用于民用汽车，首先可以考虑通过信号发射器，传感器，接收器和显示器等设计车载辅助雷达，由于雷达对于动态物体有较强的捕获和分析能力，我们可以将附近静止、行驶中的车辆或障碍物显示在车载中央控制台显示屏上，驾驶人可以获得车辆附近障碍或危险信息，并在达到某一危险阈值时发出警报或语音提示，以此来减小事故发生率，和在路况不够好的情况下提高安全性。值得一提的是，不同于移动通信所运用的信号频率，由于毫米波雷达有很高的频率，因此有较明显的多普勒频移现象，可以捕获移动物体的速度。此外，我们还面临许多问题，比如不同材料的物体对于发射器发射出的电磁波反应并不完全相同，利用此性质，我们甚至可以判断物体类型材质，甚至猜测出是何种物体。其次，道路路况比海洋复杂得多，如何提升雷达效率和准确率以及提升其抗干扰能力是重点和难点。此设想可以将传统汽车驾驶中的侦察范围扩大，并且得到更精确，更全面的信息数据，并且也可作为未来车辆自动驾驶普及的基础。
先前存在的汽车辅助驾驶装置，如传统后视镜，泊车雷达等其适用范围多局限于车身周围，而很容易受到遮挡，所以其作用范围有限。近年来，由于互联网的飞速发展，许多领域对于互联网的依赖也逐渐加深，试想如果能够实现民用私人雷达联网，可学习【4】气象雷达联网的经验，将车载民用雷达联网，甚至加入红绿灯动态信息，我们就可以获得比传统卫星地图更加动态化的路况信息，并根据此动态信息及时做出更加精确有效的路径规划。私人车载民用雷达也可以兼并行车记录仪的功能，并且每台车在公安机关备份雷达信息，也可根据雷达信息快速锁定目标，此功能可用于刑事追踪监控等。【5】军用雷达敌我识别系统也可用于未来的车辆自动驾驶系统，车辆内置雷达之间进行询问与应答，以此来统筹协调路径规划，行驶先后顺序等。利用此技术，可以做到汽车自动驾驶。未来，自动驾驶汽车必定会普及，如何提高安全性能、实现量产和控制成本是现如今最迫切的三个关键性问题。

[参考文献]

【1】全球定位导航系统

【2】倒车雷达

【3】船用导航雷达

【4】气象雷达联网

【5】雷达敌我识别系统