通过培育的技术的应用与融合,将事故防范于未然。出行安全不可缺少的“周边监控雷达”是什么?
支撑我们生活的汽车自从20世纪初期开始量产以来,经历了100多年的岁月,速度、环境协调、安全性、舒适性等提高了。作为这些进步的进一步延伸,抑制交通事故和支持自动驾驶这两个方面受到世人关注,这就是“ADAS(高级驾驶辅助系统)”。古河电工集团开发的“周边监控雷达”也是支持ADAS的传感器设备之一,应用本公司迄今培育的广播和通信技术,检测汽车周围的障碍物。为了实现世界顶级的检测功能,我们如何不断开发和改进呢?在此依据周边监控雷达具有的独有技术,介绍开发时和应用过程中的挑战。
“周边监控雷达”支撑我们的安全而放心的出行生活
近年来,人们对汽车安全性的意识越来越高,为了实现“交通事故为零”的出行社会,全世界出现了相应的动向。作为支撑这一动向的系统而受到关注,就是“ADAS(高级驾驶辅助系统)”。ADAS是自动制动装置、急起步防止装置等支持驾驶员的安全驾驶操作的系统的总称。
古河电工集团的古河AS开发和制造的“周边监控雷达”也是ADAS之一。行驶中、暂停中检测从车辆的前方、后方、死角靠近的障碍物并通知驾驶员,支持安全的车道变更、停车等。
MMR:Multi Mode Radar
在侦测汽车周边环境的ADAS的传感器中,有的使用光波、超声波、红外线等,但是古河电工采用准毫米波的雷达与其他传感器相比,具有夜间、恶劣天气时性能也不容易降低的特点。另外,我们还在推进改进,使其不仅具有可检测前方几米远的近距离的优势,而且也能检测前方100m的对象物。
在视线差的交叉点,可能发生迎头撞上的事故等,但是周边监控雷达为将此类事故防范于未然做贡献,支撑着我们的安全而放心的出行社会。
周边监控雷达的各种各样的检测功能
倒车时接近物检测
打算从停车场倒车出来时,检测从侧后方靠近的车辆。
死角检测
检测在本车的死角处并行的车辆。
车道变更辅助
车道变更时检测从后方加速靠近的车辆。
前进时接近物检测
打算从小路出来时,检测从侧方靠近的行人。
确保叉车的安全性,作为道路的监控系统发挥作用
周边监控雷达不仅被配置在乘用车上,而且被配置在在工厂、物流仓库等的作业现场使用的叉车上。叉车多被用于人、货物、其他车辆混杂的复杂作业现场、传感器上容易粘付附着物(水滴、污垢)的现场、光线差的场所、夜间等,要求更高的安全性和耐环境性,作为响应此类要求的手段,周边监控雷达的应用扩大了。
在将周边监控雷达固定在特定的场所的状态,还能够进行定点监控。古河电工发挥周边监控雷达具有的检测范围大、耐环境性强、夜间、逆光、恶劣天气时也具有稳定的检测性能的技术,也将其应用在道路的通行车辆监控系统、可能导致重大事故的违章车辆的检测上。
世界顶级性能的背后是多年培育的“广播、通信”技术
2016年古河AS开发出世界顶级的检测性能和稳定性能的周边监控雷达“MMR1”,其最大的特点是使用了“准毫米波(24GHz频带)脉冲方式”的雷达。
传统的监控雷达一般使用频率调制连续波方式,“连续”地发送电磁波,根据发送波与接受波的频率差检测对象物。但是,因为保险杠内有很多反射物,所以这种方式会导致测量不稳定,或者当货车等大型障碍物靠近时其他对象物的信号被遮盖,在稳定的测量性能上存在课题。
而古河AS的周边监控雷达采用的脉冲方式“断续”地发送电磁波,根据接受波返回的时间测量与对象物的“距离”,根据返回的接受波的频率测量“相对速度”。由此能够单独测量距离和速度,单独检测障碍物、人、标识等多个对象物。另外,准毫米波的24GHz频带电磁波还具有降雨等导致的性能衰减、穿透保险杠时的传播损失较小的特点,所以检测性能也很优越。
之所以能够在周边监控雷达上采用如此高性能的准毫米波脉冲方式,其背后有古河电工多年培育的高频技术的积累,例如1958年在当时最大的信号塔东京塔上设置电视广播用天线和供电线。
另外,在通信领域,从黎明期就在最尖端领域注重研发,在光通信上培育的信号传递相关技术被活用在脉冲方式的雷达上。嫁接古河电工集团迄今培育的广播和通信技术与车载电子控制单元技术,诞生出来的结晶就是此类周边监控雷达。
高性能化与小型化、轻量化。解决相互矛盾的课题有哪些挑战?
2022年开始开发和量产第二代周边监控雷达“MMR2”。使雷达的基本性能——检测范围(距离、角度)和检测速度精度、定速进一步高性能化,同时成功地实现了产品的小型化、轻量化,其背后是古河AS不平凡的挑战。
原本为了雷达的小型化缩小基板面积会使零部件之间的集成度提高,需要采取噪声、发热对策,所以既提高性能又做到小型化和轻量化是行业面临的困难课题。
针对此类难题,古河AS修改零部件、电子电路的图案,重新设计配置,加以解决。尽管这条路并非易事,但是大家一起提出各种各样的点子,不断试错,最终成功实现名片大小的小型化。
古河AS制造的周边监控雷达的进步
另外,对于周边监控雷达的性能而言,不受周围环境影响的“耐环境性”也是要点之一。周边监控雷达被设想用于水滴、泥土附着的环境、温度和湿度急剧变化的环境等,在各种各样的场合使用。
为此,也为了能够适用如此严酷的环境条件,古河AS也在外界温度42℃、-34℃等严酷的环境进行周边监控雷达的实证实验,一边在当地改进一边反复重新设计,在建筑业、农业、运输业等的现场也实现了保障生命安全所需的安全性级别。
朝应用雷达功能,为解决社会课题做贡献的基础设施系统转变
周边监控雷达是保护我们的生命,实现安全而放心的出行社会所不可缺少的。今后,我们希望不仅仅可在车辆制造时安装,而且可像导航仪那样事后增设。
另外,最近我们还发挥这种雷达的特点,摸索在交通领域以外的应用,例如在护理设施等既保护隐私又检测移动物体的人感传感器、防止将儿童留在车内的传感器。
在更多的车辆上配置周边监控雷达有助于抑制事故、减少事故,甚至延长车辆本体的寿命,减少事故造成的堵车、急救车出动排放的CO2等,在SDGs、碳中和方面也可望做出贡献。今后我们将继续进行周边监控雷达的研发,使其在各种各样的场合发挥作用,作为有助于解决社会问题的基础设施系统成为不可缺少的产品。
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