第2章 智能网联汽车环境感知技术.pptx

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1、规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 第 1 页第第2章章 智能网联汽车智能传感器技术智能网联汽车智能传感器技术2.1 环境感知技术简介环境感知技术简介2.2 智能传感器智能传感器2.3 传感器融合技术传感器融合技术2.4 目标识别技术目标识别技术2.5 人工智能技术人工智能技术规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车

2、工程学院 第 2 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 第 3 页2.1 环境感知技术简介环境感知技术简介环环境境感感知知技技术术是是是是通通过过安安装装在在智智能能网网联联汽汽车车上上的的智智能能传传感感器器或或V2X技技术术，对对道道路路、车车辆辆、行行人人、交交通通标标志志、交交通通信信号号灯灯等等进进行行检检测测和和识识 别别，主主 要要 应应 用用 于于 先先 进进 驾驾 驶驶 辅辅 助助 系系 统统（ADAS）和和自自动动驾驾驶驶系系统

3、统，保保障障智智能能网网联联汽车安全、准确到达目的地。汽车安全、准确到达目的地。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 第 4 页2.1.1 环境感知对象环境感知对象智智能能网网联联汽汽车车环环境境感感知知对对象象主主要要有有道道路路、周周边边物物体体、驾驶状态和驾驶环境等驾驶状态和驾驶环境等规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车

4、工程学院汽车工程学院 第 5 页2.1.1 环境感知对象环境感知对象（1）道道路路。道道路路分分为为结结构构化化道道路路和和非非结结构构化化道道路路，结结构构化化道道路路识识别别包包括括道道路路边边界界和和各各种种车车道道标标识识线线；非非结结构构化化道道路路识识别主要是可行驶路径。别主要是可行驶路径。（2）周周边边物物体体。周周边边物物体体主主要要包包括括车车辆辆、行行人人、地地面面上上可可能能影影响响车车辆辆通通过过和和安安全全行行驶驶的的其其他他各各种种移移动动或或静静止止物物体体，各各种交通标志和交通信号灯等。种交通标志和交通信号灯等。（3）驾驾驶驶状状态态。驾驾驶驶状状态态主主要要包

5、包括括驾驾驶驶员员自自身身状状态态、主主车车自身行驶状态和周边车辆行驶状态。自身行驶状态和周边车辆行驶状态。（4）驾驾驶驶环环境境。驾驾驶驶环环境境主主要要包包括括路路面面状状况况、道道路路交交通通拥拥堵情况、天气状况等。堵情况、天气状况等。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 第 6 页2.1.1 环境感知对象环境感知对象智智能能网网联联汽汽车车最最主主要要的的感感知知对对象象有有车车辆辆、行行人人、交交通通标标志志、交交通通信信号号灯灯和和车车道

6、道标标线线，其其中中车车辆辆和和行行人人既既有有运运动动状状态态，也也有有静静止止状状态态。对对于于运运动动的的对对象象，除除了了要要识识别别以以外外，一一般般还还要要进行跟踪。进行跟踪。环环境境感感知知的的对对象象有有静静止止的的，如如道道路路、静静止止的的障障碍碍物物、交交通通标标志志和和交交通通信信号号灯灯；也也有有移移动动的的，如如车车辆辆、行行人人和和移移动动的的障障碍碍物物。对对于于移移动动的的目目标标，不不仅仅要要检检测测，还还要要对对其其轨轨迹迹（位位置置）进进行行追追踪踪，并并根根据据追追踪踪结结果果，预预测测该该目目标标下下一一步步的的轨轨迹迹（位位置）。置）。规格严格 功

7、夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 第 7 页2.1.1 环境感知对象环境感知对象规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 第 8 页2.1.2 环境感知环境感知方法方法环环境境感感知知方方法法主主要要通通过过惯惯性性元元件件、超超声声波波雷雷达达、毫毫米米波波雷雷达达、激激光光雷雷达达、视视觉觉传传感感器器、V2X技技

8、术术、传传感感器器融融合合等等，并并配配备备先进的软件算法。先进的软件算法。（1）惯惯性性元元件件。惯惯性性元元件件主主要要是是指指汽汽车车上上的的车车轮轮转转速速传传感感器器、加加速速度度传传感感器器、陀陀螺螺仪仪、转转向向盘盘传传感感器器等等，通通过过它它们们感感知汽车自身的行驶状态。知汽车自身的行驶状态。（2）超超声声波波雷雷达达。超超声声波波雷雷达达主主要要用用于于短短距距离离探探测测物物体体，不不受受光光照照影影响响，但但测测量量精精度度受受测测量量物物体体表表面面形形状状、材材质质影影响响大。大。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNO

9、LOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 第 9 页2.1.1 环境感知环境感知方法方法（3）毫毫米米波波雷雷达达。毫毫米米波波雷雷达达可可以以获获取取车车辆辆周周边边环环境境二二维维或或三三维维距距离离信信息息，通通过过距距离离分分析析识识别别技技术术对对行行驶驶环环境境进进行行感感知知。毫毫米米波波雷雷达达抗抗干干扰扰能能力力强强，受受天天气气情情况况和和夜夜间间的的影影响响小小，体体积积小小；传传播播损损失失比比激激光光雷雷达达少少，行行人人的的反反射射波波较较弱弱，难难以以探测。探测。（4）激激光光雷雷达达。激激光光雷雷达达可可以

10、以获获取取车车辆辆周周边边环环境境二二维维或或三三维维距距离离信信息息，通通过过距距离离分分析析识识别别技技术术对对行行驶驶环环境境进进行行感感知知。激激光光雷雷达达能能够够直直接接获获取取物物体体三三维维距距离离信信息息，测测量量精精度度高高，对对光光照照环环境境变变化化不不敏敏感感；但但它它无无法法感感知知无无距距离离差差异异的的平平面面内内目目标信息，体积较大，价格较高，不便于车载集成。标信息，体积较大，价格较高，不便于车载集成。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽

11、车工程学院汽车工程学院 第 10 页2.1.1 环境感知方法环境感知方法（5）视视觉觉传传感感器器。视视觉觉传传感感器器能能够够获获取取车车辆辆周周边边环环境境二二维维或或三三维维图图像像信信息息，通通过过图图像像分分析析识识别别技技术术对对行行驶驶环环境境进进行行感感知知。视视觉觉传传感感器器获获取取的的图图像像信信息息量量大大，实实时时性性好好，体体积积小小，能能耗耗低低，价价格格低低；但但易易受受光光照照环环境境影影响响，三三维维信信息息测测量量精精度度较低。较低。（6）V2X通通信信技技术术。V2X通通信信技技术术主主要要包包括括V2V、V2I、V2P和和V2N，它它们们采采集集的的信

12、信息息既既可可以以用用于于先先进进驾驾驶驶辅辅助助系系统统，又又可可以以用用于于自自动动驾驾驶驶系系统统，特特别别是是车车路路协协同同控控制制，具具有有较较大大的的优优势势。V2X通通信信技技术术获获取取的的信信息息范范围围更更为为广广阔阔，可可以以提提供供360视视觉觉感感知知，不不受受天天气气和和道道路路环环境境的的影影响响，可可以以给给驾驾驶驶员员或自动驾驶系统提供更多的信息，保障车辆的安全行驶或自动驾驶系统提供更多的信息，保障车辆的安全行驶规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINE

13、ERING汽车工程学院汽车工程学院 第 11 页2.1.1 环境感知方法环境感知方法（7）传传感感器器融融合合。传传感感器器融融合合是是指指运运用用多多种种不不同同传传感感手手段段获获取取车车辆辆周周边边环环境境多多种种不不同同形形式式信信息息，通通过过多多信信息息融融合合技技术术对对行行驶驶环环境境进进行行感感知知，如如视视觉觉与与毫毫米米波波雷雷达达、视视觉觉与与激激光光雷雷达达、视视觉觉与与超超声声波波雷雷达达的的融融合合等等。其其优优点点是是能能够够获获取取丰丰富富的的车车辆辆周周边边环环境境信信息息，具具有有优优良良的的环环境境适适应应能能力力，为为安安全全快快速速辅助驾驶提供可靠保

14、障；缺点是系统复杂，成本高。辅助驾驶提供可靠保障；缺点是系统复杂，成本高。超超声声波波雷雷达达、毫毫米米波波雷雷达达、激激光光雷雷达达、视视觉觉传传感感器器统统称称为为智智能传感器。能传感器。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 第 12 页2.1.1 环境感知方法环境感知方法规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工

15、程学院 第 13 页2.1.1 环境感知方法环境感知方法规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 第 14 页2.1.1 环境感知方法环境感知方法规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 第 15 页2.1.1 环境感知方法环境感知方法规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TEC

16、HNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 第 16 页2.2 智智能传感器能传感器超声波雷达超声波雷达声波是一种在气体、液体、固体中传播的弹性波声波是一种在气体、液体、固体中传播的弹性波。分分为次声波（为次声波（f20Hz）、声波（）、声波（20Hzf20kHz）和超声波（和超声波（f20kHz）。声波是人耳能听到的声音；）。声波是人耳能听到的声音；次声波和超声波是人耳听不到的声音。次声波和超声波是人耳听不到的声音。超声波雷达也称超声波传感器，它是利用超声波特超声波雷达也称超声波传感器，它是利用超声波特性研制而成，是在超声波频率范围

17、内将交变的电信性研制而成，是在超声波频率范围内将交变的电信号转换成声信号或将外界声场中的声信号转换为电号转换成声信号或将外界声场中的声信号转换为电信号的能量转换器件。信号的能量转换器件。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.1.1 超声波雷达超声波雷达定义定义2023/5/11超超声声波波雷雷达达在在汽汽车车上上经经常常用用于于倒倒车车，所所以以也也称称倒倒车车雷雷达达规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TEC

18、HNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.1.1 超声波雷达超声波雷达特点特点2023/5/11（1）超超声声波波雷雷达达的的频频率率都都相相对对固固定定，例例如如汽汽车车上上用用的的超超声声波波雷雷达达，频频率率有有40kHz、48kHz和和58kHz等等，频频率率不不同同，探探测测的范围也不同。的范围也不同。（2）超超声声波波雷雷达达结结构构简简单单，体体积积小小，成成本本低低，信信息息处处理理简简单可靠，易于小型化与集成化，并且可以进行实时控制。单可靠，易于小型化与集成化，并且可以进行实时控制。（3）超声波雷达灵敏度较高。）

19、超声波雷达灵敏度较高。（4）超声波雷达抗环境干扰能力强，对天气变化不敏感。）超声波雷达抗环境干扰能力强，对天气变化不敏感。（5）超声波雷达可在室内、黑暗中使用。）超声波雷达可在室内、黑暗中使用。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.1.1 超声波雷达超声波雷达特点特点2023/5/11（1）探）探测距离短，一般为测距离短，一般为35m，因此应用范围受到限制。，因此应用范围受到限制。（2）适适合合于于低低速速，在在速速度度很很高高的的情情况况下下测测

20、量量距距离离具具有有一一定定的局限性。的局限性。（3）超超声声波波有有一一定定的的扩扩散散角角，只只能能测测量量距距离离，不不可可以以测测量量方方位位，所所以以只只能能在在低低速速时时使使用用，而而且且必必须须在在汽汽车车的的前前、后后保保险杠不同方位上安装多险杠不同方位上安装多个个超声波雷达超声波雷达。（4）对对于于低低矮矮、圆圆锥锥、过过细细的的障障碍碍物物或或者者沟沟坎坎，超超声声波波雷雷达不容易探测到。达不容易探测到。（5）超声）超声波波雷达存在盲区。雷达存在盲区。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTO

21、MOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.1.1 超声波雷达超声波雷达组成组成2023/5/11超超声声波波雷雷达达由由发发射射头头（器器）、接接收收头头（器器）、数数据据线线和和拔拔码码开开关关组组成成。发发射射头头和和接接收收头头安安装装在在同同一一面面上上，在在有有效效的的检检测测距距离离内内，发发射射头头发发射射特特定定频频率率的的超超声声波波，遇遇到到检检测测面面反反射射部部分分超超声声波波；接接收收头头接接收收返返回回的的超超声声波波，由由芯芯片片记记录录声声波波的的往往返返时时间间，并并计计算算出出距距离离值值；数数据据线线将将数数据据传传输输给给控控制制单

22、单元元。不同用途的超声波雷达，内部结构是有一定差异的。不同用途的超声波雷达，内部结构是有一定差异的。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.1.1 超声波雷达超声波雷达原理原理2023/5/11发发射射头头发发出出的的超超声声波波脉脉冲冲，经经媒媒质质（空空气气）传传到到障障碍碍物物表表面面，反反射射后后通通过过媒媒质质（空空气气）传传到到接接收收头头，测测出出超超声声脉脉冲冲从从发发射射到到接接收收所所需需的的时时间间，根根据据媒媒质质中中的的声声

23、速速，求求得得从从探探头头到到障障碍碍物表面之间的距离物表面之间的距离。Lvt/2规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.1.1 超声波雷达超声波雷达技术参数技术参数2023/5/11（1）测测量量距距离离取取决决于于其其使使用用的的波波长长和和频频率率；波波长长越越长长，频频率率越越小小，测测量量距距离离越越大大。测测量量汽汽车车前前后后障障碍碍物物的的短短距距超超声声波波雷雷达达测测量量距距离离一一般般为为0.152.50m；安安装装在在汽汽车车

24、侧侧面面、用用于于测测量量侧侧方方障障碍碍物物距距离离的的长长距距超超声声波波雷雷达达测测量量距距离离一一般般为为0.305.0m。（2）测测量量精精度度传传感感器器测测量量值值与与真真实实值值的的偏偏差差。超超声声波波雷雷达达测测量量精精度度主主要要受受被被测测物物体体体体积积、表表面面形形状状、表表面面材材料料等等影影响响。测测量量精精度度越越高高，感感知知信信息息越越可可靠靠。测测量量精精度度要要求求在在10cm以以内内。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学

25、院汽车工程学院2.1.1 超声波雷达超声波雷达技术参数技术参数2023/5/11（3）探探测角测角度度水水平视场角和垂直视场角。平视场角和垂直视场角。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.1.1 超声波雷达超声波雷达技术参数技术参数2023/5/11（4）工工作作频频率率发发射射频频率率要要求求是是402kHz，这这样样传感器方向性尖锐，且避开了噪声，提高了信噪传感器方向性尖锐，且避开了噪声，提高了信噪比。比。（5）工工作作温温度度由由于于超超声声

26、波波雷雷达达应应用用广广泛泛，有有的的应应用用场场景景要要求求温温度度很很高高，有有的的应应用用场场景景要要求求温温度度很很低低，因因此此，超超声声波波雷雷达达必必须须满满足足工工作作温温度度的的要要求求。工作温度一般要求工作温度一般要求-30+80。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.1.1 超声波雷达超声波雷达产品产品2023/5/11驻车辅驻车辅助助传传感器（感器（UPA）0.152.5m泊车辅泊车辅助助传传感器（感器（APA）0.35m规

27、格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.1.1 超声波雷达超声波雷达应用应用2023/5/11博博世世公公司司的的超超声声波波雷雷达达可可用用于于停停车车辅辅助助系系统统、侧侧边边距报警系统和侧向辅助系统。距报警系统和侧向辅助系统。规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2 毫米波雷达毫米波雷达定义定义毫

28、毫米米波波是是指指波波长长为为110mm的的电电磁磁波波，对对应应的的频频率率范范围围为为30300GHz。毫毫米米波波雷雷达达是是工工作作在在毫毫米米波波频频段段的的雷雷达达，它它通通过过发发射射与与接接收收高高频频电电磁磁波波来来探探测测目目标标，后后端端信信号号处处理理模模块块利利用用回回波波信信号号计计算算出目标的出目标的距离距离、速度速度和和角度角度等信息等信息2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2 毫米波雷达毫米

29、波雷达特点特点（1）探测距离探测距离远远，可达可达200m以上。以上。（2）探探测测性性能能好好，金金属属电电磁磁反反射射强强，其其探探测测不不受受颜颜色色与与温温度的影响。度的影响。（3）响响应应速速度度快快，传传播播速速度度与与光光速速一一样样，可可以以快快速速地地测测量量出目标的距离、速度和角度等信息。出目标的距离、速度和角度等信息。（4）适适应应能能力力强强。毫毫米米波波具具有有很很强强的的穿穿透透能能力力，在在雨雨、雪雪、大雾等恶劣天气依然可以正常工大雾等恶劣天气依然可以正常工作。作。（5）抗抗干干扰扰能能力力强强，一一般般工工作作在在高高频频段段，而而周周围围噪噪声声和和干干扰处于

30、中低频区，基本上不会影响毫米波雷达的正常运扰处于中低频区，基本上不会影响毫米波雷达的正常运行行2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2 毫米波雷达毫米波雷达特点特点（1）毫毫米米波波雷雷达达是是利利用用目目标标对对电电磁磁波波的的反反射射来来发发现现并并测测定定目目标标位位置置，而而充充满满杂杂波波的的外外部部环环境境给给毫毫米米波雷达感知带来经常带来虚警问题。波雷达感知带来经常带来虚警问题。（2）覆盖区域呈扇形，有盲点区域。

31、）覆盖区域呈扇形，有盲点区域。（3）无法识别交通标志和交通信号灯。）无法识别交通标志和交通信号灯。（4）无法识别道路标线。）无法识别道路标线。2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2 毫米波雷达毫米波雷达组成组成毫米波雷达主要由发射机、接收机、信号处理器及天线组毫米波雷达主要由发射机、接收机、信号处理器及天线组成，成，发射机通过内置天线向外发射毫米波，接收机接收目标反射发射机通过内置天线向外发射毫米波，接收机接收目标反射信号，

32、经信号处理器处理后快速准确地获取汽车周围的环境信号，经信号处理器处理后快速准确地获取汽车周围的环境信息，如汽车与其他物体之间的相对距离、相对速度、角度、信息，如汽车与其他物体之间的相对距离、相对速度、角度、行驶方向等，然后根据所探知的物体信息进行目标追踪和识行驶方向等，然后根据所探知的物体信息进行目标追踪和识别，进而结合车身动态信息进行数据融合，最终通过算法芯别，进而结合车身动态信息进行数据融合，最终通过算法芯片进行智能处理。经合理决策后，以声、光及触觉等多种方片进行智能处理。经合理决策后，以声、光及触觉等多种方式告知或警告驾驶员，或及时对汽车做出主动干预，从而保式告知或警告驾驶员，或及时对汽

33、车做出主动干预，从而保证汽车行驶安全性和舒适性，减少事故发生率。证汽车行驶安全性和舒适性，减少事故发生率。2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2 毫米波雷达毫米波雷达组成组成2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2 毫米波雷达毫米波雷达测量原理测量原理毫毫米

34、米波波雷雷达达具具有有3个个主主要要的的测测量量能能力力，即即与与目目标标车车辆辆（物体）的距离、方位角和相对径向速度。（物体）的距离、方位角和相对径向速度。毫毫米米波波雷雷达达是是利利用用多多普普勒勒效效应应测测量量得得出出目目标标的的距距离离和和速速度度，它它通通过过发发射射源源向向给给定定目目标标发发射射毫毫米米波波信信号号，并并分分析析发发射射信信号号频频率率和和反反射射信信号号频频率率之之间间的的差差值值，精精确确测测量量出出目目标标相相对对于于毫毫米米波波雷雷达达的的距距离离和和速速度度等等信息。信息。2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITU

35、TE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2毫米波雷达毫米波雷达测量原理测量原理2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2毫米波雷达毫米波雷达测量原理测量原理2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院

36、汽车工程学院2.2.2 毫米波雷达毫米波雷达技术参数技术参数（1）最大探测距最大探测距离离所所能检测目标的最大距能检测目标的最大距离。离。（2）距距离离分分辨辨率率在在规规定定条条件件下下，能能区区分分前前后后临临近近两两个个目标的最小距离间隔。目标的最小距离间隔。（3）距距离离灵灵敏敏度度单单目目标标的的距距离离变变化化时时，可可探探测测的的最最小小绝对变化距离值。绝对变化距离值。（4）距距离离测测量量精精度度测测量量单单目目标标时时，目目标标距距离离的的测测量量值值与其真值之差。与其真值之差。（5）最大探测速最大探测速度度能能够探测目标的最大速度。够探测目标的最大速度。2023/5/11规

37、格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2 毫米波雷达毫米波雷达技术参数技术参数（6）速度分辨速度分辨率率区区分两个同一位置的目分两个同一位置的目标标速速度度的的能能力力（7）速速度度灵灵敏敏度度单单目目标标的的速速度度变变化化时时，可可探探测测的的最最小小绝对变化速度值。绝对变化速度值。（8）速速度度测测量量精精度度测测量量单单目目标标时时，目目标标速速度度的的测测量量值值与其真值之差。与其真值之差。（9）视视场场角角有有效效识识别别目目标标的的

38、探探测测范范围围，分分为为水水平平视视场场角和垂直视场角。角和垂直视场角。（10）角角度度分分辨辨率率在在规规定定条条件件下下，能能区区分分左左右右临临近近两两个目标的最小角度间隔。个目标的最小角度间隔。2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2 毫米波雷达毫米波雷达技术参数技术参数（11）角角度度灵灵敏敏度度单单目目标标的的角角度度变变化化时时，可可探探测测的的最最小小绝对变化角度值。绝对变化角度值。（12）角角度度测测量量精

39、精度度测测量量单单目目标标时时，目目标标角角度度的的测测量量值与其真值之差。值与其真值之差。（13）识别识别率率正正确识别目标信息的程度。确识别目标信息的程度。（14）误检误检率率将将目标识别为一个错误目标的比例。目标识别为一个错误目标的比例。（15）漏检漏检率率未未能识别目标报文的比例。能识别目标报文的比例。2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2 毫米波雷达毫米波雷达类型类型近近距距离离（SRR）毫毫米波雷达一般探测距离小

40、于米波雷达一般探测距离小于60m中中距距离离（MRR）毫毫米米波波雷雷达达一一般般探探测测距距离离为为100m左右左右；远远距距离离（LRR）毫毫米米波波雷雷达达探探测测距距离离一一般般大大于于200m。有有的的企企业业只只分分为为近近距距离离雷雷达达和和远远距距离离雷雷达达，具具体体探探测距离以产品说明书为准。测距离以产品说明书为准。2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2 毫米波雷达毫米波雷达类型类型划划分分有有24GHz

41、、60GHz、77GHz和和79GHz毫毫米米波波雷雷达达，主主流流可可用用频频段段为为24GHz和和77GHz；距距离离分分辨辨率率和和精精度度将将会会提提高高约约20倍倍。例例如如，24GHz毫毫米米波波雷雷达达的的距距离离分分辨辨率率为为75cm，而而77GHz毫毫米米波波雷雷达达则则提提高高到到4cm，可可以以更更好好地地探探测测多多个个彼此靠近的目标。彼此靠近的目标。2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.2毫米波雷达

42、毫米波雷达产品产品2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2毫米波雷达毫米波雷达产品产品2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.3激光雷达激光雷达定义定义激光雷达是激光探测及测距系统的简称，是一种以激光器作激光雷达是激光探测及测距系统的简称，是一种以激光器作为发射光源

43、，采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光为发射光源，采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光雷达是工作在光波频段的雷达，它利用光波频段的电磁波先雷达是工作在光波频段的雷达，它利用光波频段的电磁波先向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较，从而获得目标的位置（距离、方位和高度）、运号相比较，从而获得目标的位置（距离、方位和高度）、运动状态（速度、姿态）等信息，实现对目标的探测、跟踪和动状态（速度、姿态）等信息，实现对目标的探测、跟踪和识别。识别。2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTIT

44、UTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.3激光雷达激光雷达定义定义2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.3激光雷达激光雷达2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.3激光雷达

45、激光雷达特点特点u探测范围广探测范围广：可达可达300m以上。以上。u分辨率高分辨率高：距离分辨率可达距离分辨率可达0.1m；速度分辨率能达到；速度分辨率能达到10m/s以内；角度分辨率不低于以内；角度分辨率不低于0.1mardu信息量丰富信息量丰富：探测目标的距离、角度、反射强度、速度等信探测目标的距离、角度、反射强度、速度等信息，生成目标多维度图像息，生成目标多维度图像u可全天候工作可全天候工作：不依赖于外界条件或目标本身的辐射特性不依赖于外界条件或目标本身的辐射特性p与毫米波雷达相比，与毫米波雷达相比，产品体积大产品体积大，成本高成本高。p不能识别不能识别交通标志和交通信号灯交通标志和交

46、通信号灯2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.3激光雷达激光雷达组成组成发发射系射系统统、接接收系收系统统、信信号处理与控制系统组成号处理与控制系统组成2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.3激光雷达激光雷达组成组成2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威

47、海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.3激光雷达激光雷达测距原理测距原理2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.3激光雷达激光雷达测距原理测距原理2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGIN

48、EERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.3激光雷达激光雷达测距原理测距原理2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.3激光雷达激光雷达主要指标主要指标（1）最最大大探探测测距距离离：通通常常需需要要标标注注基基于于某某一一个个反反射射率率下下的的测测得得值值，例例如如白白色色反反射射体体大大概概70%反反射射率率，黑黑色色物物体体7%20%反射率反射率（2）距离分辨率距离分辨率：是指两个目标物体可区分的最小距离是指两个目标物体

49、可区分的最小距离（3）测测距距精精度度：是是指指对对同同一一目目标标进进行行重重复复测测量量得得到到的的距距离离值之间的误差范围值之间的误差范围（4）测测量量帧帧频频：测测量量帧帧频频与与摄摄像像头头的的帧帧频频概概念念相相同同，刷刷新新率越高，响应速度越快率越高，响应速度越快2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院2.2.3激光雷达激光雷达主要指标主要指标（5）数据采样率数据采样率：是指每秒输出的数据点数，等于帧率乘以是指每秒输出的数

50、据点数，等于帧率乘以单幅图像的点云数目单幅图像的点云数目（6）角度分辨率角度分辨率：是指扫描的角度分辨率，等于视场角除以是指扫描的角度分辨率，等于视场角除以该方向所采集的点云数目该方向所采集的点云数目（7）视场角视场角：又分为垂直视场角和水平视场角，是激光雷达又分为垂直视场角和水平视场角，是激光雷达的成像范围的成像范围（8）波长波长：波长会影响雷达的环境适应性和对人眼的安全性波长会影响雷达的环境适应性和对人眼的安全性2023/5/11规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车