毫米波雷达不到2万日元,丰田用于低价位小型车

2013-01-16 20:58:09来源: 互联网

    丰田和本田今后将主要采用76GHz频带毫米波雷达作为汽车防碰撞系统使用的传感器(表1)。其背景在于毫米波雷达的成本大幅下降。在实现相同功能的传感器方面,富士重工业采用立体摄像头,而丰田和本田选择的是毫米波雷达。这一趋势今后还将向其他汽车厂商扩展。

丰田演示正在开发中的防碰撞系统 

    丰田计划在2013年4月前推出新款“皇冠”的轿车版,该车的防碰撞系统使用1个毫米波雷达作为传感器(图1)。丰田将该系统定位于“普及版”,估计采购雷达的成本不到2万日元,与2006年上市的雷克萨斯品牌最高档车型“LS”等采用的以往产品相比,价格降低了近一半。此次开发的系统首先将配备在属于高档车的皇冠上,今后还将在小型车等低价位车型上采用。

图1:从碰撞前1秒多自动实施制动
丰田的防碰撞系统。在即将碰撞时先发出警报提醒驾驶员注意。当驾驶员踩下制动踏板时,会增强制动力,即使与前方车辆的速度差高达60km/h,也可防止碰撞。当驾驶员未踩下制动踏板时,则会减速30km/h左右,减轻碰撞时的伤害。(本图由《日经汽车技术》根据丰田的资料制作)

    皇冠的系统在本车即将与前方车辆发生碰撞时,驾驶员踩下制动踏板的话,就会将制动力提高至约2倍来防止碰撞。当本车与前方车辆的速度差为60km/h以下时可自动停止车辆。

    本田的新一代防碰撞系统组合使用毫米波雷达和单眼摄像头。该公司在2012年11月向新闻媒体展示了配备该系统的试制车辆(图2)。新系统的实用化时间未定,不过本田表示“将在不远的将来推向市场”。

图2:利用毫米波雷达和单眼摄像头来检测行人
本田的防碰撞系统,将“雅阁”用作试制车。演示了检测行人、在即将碰撞时自动停车的功能(a)。提高了毫米波雷达的灵敏度,可检测行人等较小对象,最终通过单眼摄像头判断是否为行人(b)。

    本田的新一代防碰撞系统的特点是,采用比以往产品提高了分辨率的毫米波雷达,可检测行人等较小的对象物。行人的形状较复杂,只靠雷达有时很难识别,因此该系统辅助使用单眼摄像头。除车辆外,在检测到行人时也会自动制动,与对象物的速度差在60km/h以下时可防止碰撞。

    2016年以后,欧洲汽车安全评估机构“Euro-NCAP”的评估项目将增加行人检测技术,因此要想取得表示高评价的“五星”级别,就必须要实际支持该技术。本田的系统就是基于这一点而开发的。

量产效果难以显现

    两公司决定重用毫米波雷达,其原因除了毫米波雷达优秀的耐环境性能之外,其成本今后也将更便宜。尤其是丰田,该公司长年在LS等车型上采用立体摄像头,根据相关经验,丰田判断毫米波雷达更胜一筹。

    当下大雨及大雪时,立体摄像头对前方障碍物的检测能力就会下降。虽然有的公司认为在这种环境下不该驾驶汽车,因此相关功能也会停止,但丰田与本田不这么认为。毫米波雷达使用电波,不受雨雪影响,可通过障碍物反射来识别。

    毫米波雷达的成本有望低于立体摄像头,因为立体摄像头在降低制造成本方面存在极限。丰田控制系统开发部第2控制系统开发室长宫越恒雄表示,采用立体摄像头时“必须要以高精度安装两个摄像元件,而安装成本无法通过量产降低”。

利用CMOS技术使成本更低

    除了制造成本以外,从构件成本来看,目前,两个摄像元件加在一起也要比毫米波雷达的收发元件便宜,但今后,二者的成本可能会接近同等水平。以SiGe基板制造的毫米波雷达收发元件现在经很有希望用低成本Si基板制造。

    2012年10月,富士通研究所发表了利用CMOS技术来实现毫米波雷达收发元件的接近成果(图3)。并且还通过在多个CMOS功率放大器上形成薄的布线进行连接,提高了功率放大器原来较低的输出功率,解决了相关课题。富士通研究所预计可在2017年前后量产使用CMOS技术的低价位毫米波雷达。

图3:预计2017年前后可用CMOS技术来实现毫米波雷达
富士通研究所在使用CMOS技术的同时还开发了可提高RF电路发送功率的技术(a)。在树脂上排列CMOS功率放大器的芯片进行布线。(照片由富士通研究所提供)

关键字:雷达  丰田  小型车

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2013/0116/article_6644.html
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