在過去的 20 年里，毫米波雷達作為汽車傳感器已經在技術方案中站穩了腳跟。

當毫米波雷達第一次出現在市場上時，是作為一種豪華車的配置（和現在的紅外夜視相似）。而如今，隨著毫米波雷達和關鍵的輔助駕駛安全功能捆綁，它也成為汽車主動安全的代名詞。隨著汽車行業往智能化方向發展，雷達相對于其他傳感器類型的優勢使它向更廣泛的應用領域進發。

▲圖1. 智能汽車中毫米波雷達的作用

半導體公司基于CMOS的單芯片解決方案的量產正在加速毫米波雷達的部署，單芯片一方面降低了整個77Ghz雷達的研發難度，另一方面使得產品的合格率與成本都發生很大變化。

單芯片的高度集成使得目標位置，速度等信息都能進行多傳感器的融合判斷，這也加速了毫米波雷達在汽車和工業領域的使用。其77G 4D雷達可以做到火柴盒大小，是傳統毫米波雷達（ABCD Autoliv、Bosch、Continental、Delphi）的一半大小。長距雷達測距能達到250米，角度分辨率小于3度，行人和自行車檢測性能突出。量產價格可以讓傳統毫米波雷達做到價格更低。

▲圖2. 毫米波雷達模組的進化，使得更多的玩家進入這個領域

自動駕駛使用的毫米波雷達

毫米波雷達的工作波段一般為30GHz-300GHz，波長介于微波和厘米波（1mm-10mm）之間，目前成熟商用的車載毫米波雷達包括24GHz（MRR，短中距離雷達）和77GHz（LRR，長距離雷達），后者體積小、功耗低、帶寬高、分辨率好、探測距離遠。

24GHz MRR探測距離在70米以內，適用于盲點監測（BSD）、變道輔助、、自動緊急剎車（AEB）等場景，2021年12月工信部的《汽車雷達無線電管理暫行規定》 “為推動汽車智能化技術應用和產業發展，將76GHz-79GHz頻段規劃用于汽車雷達”。從2022年3月1日正式實施起“將不再受理和審批24.25GHz-26.65GHz頻段汽車雷達的無線電發射設備型號核準申請”。77GHz LRR探測距離為數百米，主要應用于自適應巡航、自動緊急剎車、前向碰撞預警（FCW）等場景。

隨著自動輔助駕駛往高階進化，自動駕駛感知系統對感知的準確性和可靠性提出高要求的同時，也對傳感器提出了“全天候工作”“探測距離更遠” “感知信息維度更多/更精準”的要求。

全球很多車企開始配置5個毫米波雷達，未來可能會配置8個毫米波雷達，很多感知方案使用攝像頭和毫米波雷達做數據融合，從傳統的后融合、結果融合，到混合式融合、前融合。

隨著毫米波雷達成本的降低，還有行車和泊車領域的融合，在泊車領域毫米波起到的作用比傳統的超聲波傳感器更大。主要有以下幾個優勢：

（1）探測范圍更長

通過感應更遠距離的物體，可以檢測到停車區附近的更多物體。以TI 的 AWR1843AOP 為例，可以檢測遠至 50 m 的物體。

（2）檢測物體更為精確

傳統超聲波傳感器的最近檢測距離約為10-15 厘米，AWR1843AOP可以檢測距離最近 4 厘米的物體，可幫助泊車系統在狹窄、緊湊的停車位上使用，同時可以檢測靠近車輛的路緣石來提高泊車的成功率。圖4 顯示了毫米波雷達區分幾種不同大小和材料（包括木材、金屬和塑料）的類型物體的能力，在實驗的場景下包括塑料路錐、手推車、木樁和金屬樁。

（3）視野覆蓋范圍更廣

相比超聲波傳感器（通常多達 12 個），毫米波雷達的視野覆蓋范圍更廣，可和視覺一起實現 360 度覆蓋能力。AWR1843AOP 的 140 度垂直視野能夠檢測低處物體，例如路牙子的石頭、寵物和停車場里面的各種奇奇怪怪的東西。寬視場和高范圍分辨率，可以同時檢測和區分多個靜態對象。。

▲圖3. 在泊車系統中的毫米波雷達

▲圖4. 毫米波雷達檢測停車場中的各種物體 座艙毫米波檢測

座艙的技術中，現在比較流行手勢檢測——這是提供一種新的交互方式，揮一揮手即可控制車內溫度、照明、窗戶、智能座艙系統等。

實現這種方案可以使用飛行時間傳感器 （ToF） 或攝像頭，在這方面座艙里面也可以使用毫米波雷達作為多功能傳感器，實現手勢控制和車內感應。能檢測多種手勢，例如揮手（從左到右、從右到左、從上到下、從下到上），TI 的 AWR6843AOP毫米波傳感器可實現高精度手勢檢測，可靈活放置在車輛中的任何位置（頂部控制臺或座艙儀表）。

▲圖5. 座艙里面毫米波雷達使用

毫米波傳感器的特點，是可以在不同的光線條件下運行（在陽光直射下，攝像頭容易誤報），通過3D 點云信息為系統提供數據參數（如在車內的距離、角度和速度）。多模式功能全部集于一個芯片上 ，TI 的智能集成毫米波芯片可在一個器件上提供多種功能，這種類似于讓毫米波雷達具備獨立的功能，和整個智能座艙搭配一起使用。

當汽車處在停放狀態，汽車主要系統下電后，毫米波傳感器可以處于低功耗狀態，提供車內兒童或入侵檢測。

當汽車處在正常狀態時，傳感器可以進行手勢檢測。

這樣做的好處，主要是簡化座艙內傳感器的配置，可以實現靈活的車內布置（寬視野以及毫米波穿透材料感應的能力）。根據應用的不同，可以將傳感器集成到儀表板、頂部控制臺，甚至第二排或第三排座位中，實現更加個性化的應用（例如照明、娛樂屏幕或乘客對溫度或音頻的調節）。

小結：毫米波雷達最早從軍事用途逐步往外走，實際上作為一種非接觸式傳感技術，毫米波雷達傳感器具有感測精準、不易被干擾等優點，現已廣泛應用于汽車高級駕駛輔助系統和自動駕駛領域。

隨著工業和消費領域自動化需求的提升和發展，毫米波雷達的應用范圍正超出車載領域，逐漸向智慧城市、樓宇自動化、健康監護等行業擴展。特別是單片化毫米波雷達模組的出現，使得毫米波雷達芯片半導體企業在推動全產業鏈的推進。

審核編輯 ：李倩