高精度雷达传感器
FR58L4M32-4608 5.8GHz 雷达传感器使用说明概述
FR58L4M32-4608 是飞睿科技推出的小型化5.8G 雷达传感器,模块尺寸46*8mm,该模块完整集成了5.8G 微波电路、中频放大电路以及信号处理器,集成度高且生产一致性好,外围搭配小型化平面天线,在保证传感器性能的同时大大减小了整体尺寸。
输入输出接口
模块预留5个插针孔,PIN距为1.27mm,可以使用VCC、GND和OUT三个PIN,如需调谐距离和延迟时间等参数,可通过串口RX和TX来灵活配置,对于没有上位机的场景,也可把RX和TX作为I/O口来调节参数,下表是各PIN脚定义说明:
Pin 名称 功能 备注
VCC 模块供电 通用版本模块未贴LDO,VCC 为 5V;VCC 为7~12V,模块默认功耗38mA,建议电源驱动能力>50mA
GND 接地PIN
OUT 输出信号 默认输出5V高低电平
TX 串口/烧录tDio/IO 可用于软件升级或性能参数调节
RX 串口/烧录tClk/IO 可用于软件升级或性能参数调节
高精度雷达传感器电气参数
参数 ***小值 典型值 ***大值 单位 备注
发射频率 5725 5875 MHz
发射功率 0.5 1 mW
输入电压 4.5 5 5.5 V 默认版本未贴LDO
输出高电平 5 V
输出低电平 0 V
工作电流 38 50 mA
感应距离 10 12 M
亮灯时间 30 S 根据具体需求可调
光敏阈值 10 Lux 根据具体需求可调
使用温度 -30 85 °C
FR58L4M32-4608至少需要3个插针,分别是VCC、GND和OUT,此时感应延时和感应距离为固定值,如需调节感应延时和感应距离等相关参数,硬件上需要将RX和TX连接到上位机。
软件配置上,RX和TX可作为I/O口或当作UART口来调谐模块参数,RX和TX默认用作
UART口,上位机可以通过F串口来调谐雷达感应的距离,感应的延迟时间以及光敏阈值等等。
探测范围示意
高精度雷达传感器雷达传感器的感应灵敏度可通过串口来配置,其极限感应距离12米,实际感应距离可根据需要适当调节。以下是雷达探测范围示意图,如果灵敏度设置的更高,探测范围也会相应变大,图中深色区域为高灵敏度区域,该区域内可完全探测到,浅色区域为低灵敏度探测区域,该区域内可基本探测到物体。
模块上电时序图
模块有上电自检功能,即模块上电后,OUT脚先输出高电平,延迟1S后输出低电平,低电平延迟1S后进入正常感应模式
应用于自动驾驶的毫米波雷达逐渐从24GHz发展到77GHz、79GHz,监控范围和精度不断提高。现在的毫米波雷达仍是世界上的大公司垄断。方象知产研究中心相信,如果国内厂商能够解决资金压力,加速研发进程,实现量产,可以降低国内自动驾驶成本和对国外相关技术的依赖。
一种,高精度雷达传感器毫米波雷达是一种可以全天候工作的核心传感器。
毫米波雷达是指使用于毫米波段的雷达,发射和接收的基本上是电磁波,其频率高于无线电频率、可见光和红外线。一般毫米波是指在30~300GHz频域、1~10mm的电磁波,而毫米波波长介于厘米波与光波之间,因而两者兼有微波导引与光电导引的优点,这一频段和波长范围及特性适用于车载雷达。
毫米波雷达发射电磁波,通过探测回波,可以探测到目标是否存在,距离,速度和方位。从毫米波雷达发射出来的电磁波是圆锥形波束,形成了自身的特性:毫米波雷达的优点除了更高的可靠性之外,能全天候工作,也就是能在恶劣天气、夜间等环境下工作,同时激光雷达也会受到雨雪影响;而且毫米波雷达距离远,一般情况下,200米以上可以轻松胜任,而激光雷达主流在150米以内。与此同时由于反射面比较大,缺点是分辨率低,难以成像,无法识别图像。
因为高精度雷达传感器毫米波雷达可以全天候工作,因此成为自动驾驶中不可缺少的主要传感器,一般L3级中距离毫米波雷达至少需要4-5台,L4/L5级再加上对侧要求,毫米波雷达甚至更多。
二、77GHz、79GHz应用是毫米波雷达技术发展的方向。
由于毫米波频带内许多频率区的电磁波在空气中传播,极易被水分子、氧气所吸收,因此,有几种典型的频带可供选择,毫米波频段的民用频段有24GHz、60GHz、76-79GHz、120GHz等,其中24GHz和77GHz被用于汽车上,79Ghz也逐步投入使用。
以汽车为应用领域,以24GHz为***早,目前应用较为广泛。24GHz主要是针对5-70m的中短距离探测,主要应用于BSD、LDW、LKA、LCA、PA等,市场需求来自于中国品牌汽车。
77GHz雷达探测距离较远,分辨率较高,抗干扰能力较强,主要针对100-250米的中、长距探测,核心应用ACC、FCW、AEB等。虽然77GHz雷达的分辨率已经比24GHz雷达高不少,但是它只能获得目标点,对目标物的距离,速度,方位等信息进行探测,但是无法确定目标是什么。79Gbps的毫米波雷达在这方面的优势更大,但是目前79GHz的毫米波雷达还没有大规模的量产。
由于车用高精度雷达传感器雷达系统对精度要求的不断提高,77GHz甚至79GHz的精度正在逐步成为汽车领域的主流传感器。
三是毫米波雷达市场前景好,但国际巨头垄断明显。
当前,我国主机厂逐步上毫米波雷达项目,据佐思产研研究,2017年中国毫米波雷达市场规模约13.4亿元,到2021年将达到96.7亿元,2016-2021年均增长率为70.6%。
除主机厂外,全国约20家毫米波雷达创业企业,团队通常有科研背景、军工背景或供应商跳槽背景。我国的毫米波雷达企业大多是以高学历人才为主的科研人员,研发基础和执行力强,定位于对接自动驾驶方案的提供商和供应商。但企业都面临着资金问题,毫米波雷达从自动驾驶应用方案落地到大规模量产仍需大量资金。
当前中国高端汽车组装用毫米波雷达传感器全部依赖进口,市场被美、日、德企业垄断,价格昂贵,自主可控迫在眉睫。国产车载毫米波雷达产品整体处于研发阶段,批量批量生产的产品有限。
当前自动驾驶技术发展迅速,由于高精度雷达传感器毫米波雷达全天候工作特性和相对成熟的技术发展水平,仍然是传感器不可缺少的。大多数市场被全球巨头所占领,国内企业有一定的资金需求来增加研发生产。国产毫米波雷达产品能否取代大公司的产品,将会影响我国自动驾驶方案的成本和技术依赖性,在市场上具有优势。