毫米波雷達與激光雷達的初探

雷達

（Radio Detection and Range, Radar）是一種利用電磁波來對目標進行探測和定位的電子設備。實現距離測量、運動參數測量、搜索和發現目標、目標定位、目標特性參數分析等功能。

分類

電磁波按照從低頻到高頻的順序，包括有無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、伽馬射線的電磁輻射。工作在紅外和可見光波段的雷達稱為激光雷達（Laser Radar）。

毫米波

毫米波實質上就是電磁波，頻率為30-300GHz（波長1-10mm）。毫米波雷達就是指工作頻段在毫米波頻段的雷達，測距原理跟一般雷達一樣，也就是把無線電波(雷達波)發出去，然后接收回波，根據收發之間的時間差測得目標的位置數據。毫米波雷達就是這個無線電波的頻率是毫米波頻段。

優點：

探測性能穩定、作用距離較長、環境適用性好等特點。與超聲波雷達相比，毫米波雷達具有體積小、質量輕和空間分辨率高的特點。與紅外、激光、攝像頭等光學傳感器相比，毫米波雷達穿透霧、煙、灰塵的能力強，具有全天候全天時的特點。

主流： 24GHz和77GHz

• 24GHz:能夠實現的ADAS功能有盲點檢測、變道輔助等，在自動駕駛系統中常用于感知車輛近處的障礙物，為換道決策提供感知信息。因為偵測距離不夠遠，因此大部分用來做盲區、障礙物的偵測
• 性能良好，最大檢測距離可以達到160米以上，因此常被安裝在前保險杠上，正對汽車的行駛方向。長距離雷達能夠用于實現緊急制動、高速公路跟車等ADAS功能，同時也能滿足自動駕駛領域，對障礙物距離、速度和角度的測量需求。

國際規則：

2005-2013年，歐盟將24GHz、79GHz作為車載毫米波雷達的頻譜，而美國使用24GHz、77GHz頻帶，日本選用了60-61GHz的頻段。隨著世界范圍內76-77GHz毫米波雷達的廣泛應用，日本也逐漸轉入了79GHz毫米波雷達的開發中。各大國的車載雷達頻段主要集中在在23-24GHz、60-61GHz和76-77GHz(79GHz)3個頻段

2015年，日內瓦世界無線電通信大會將77.5-78.0GHz頻段劃分給無線電定位業務，以支持短距離高分辨率車載雷達的發展，從而使76-81GHz都可用于車載雷達，為全球車載毫米波雷達的頻率統一指明了方向。

國內：

工業和信息化部于2012年發布了《關于發布24GHz頻段短距離車載雷達設備使用頻率的通知》(工信部無〔2012〕548 號)，將24.25-26.65GHz頻段規劃用于短距離車載雷達業務的頻率

激光雷達

激光雷達主要是通過發射激光束，來探測目標的位置、速度等特征量。車載激光雷達普遍采用多個激光發射器和接收器，建立三維點云圖，從而達到實時環境感知的目的。從當前車載激光雷達來看，機械式的多線束激光雷達是主流方案。

優點：

激光雷達的優勢在于其探測范圍更廣，探測精度更高

缺點：

在雨雪霧等極端天氣下性能較差，采集的數據量過大，價格十分昂貴

百度和google 64位激光， 70萬激光發射器線束的越多，每秒采集的云點就越多，探測性能也就更強。然而線束越多也就代表著激光雷達的造價就更加昂貴，64線束的激光雷達價格是16線束的10倍。

原理

由激光器產生并且發射一束激光脈沖或者是連 續的激光束，發射出去的激光脈沖和激光束在遇到物體后會產生一個回波信號， 接收器接收這個回波信號，然后準確的測量激光從發射到接收反射回波的傳播時 間。由于激光是以光速在介質中傳播，根據在介質中光速為已知的數據，可以計 算出物體與測量點之間的距離。當這樣一條激光束以一定的角度繞中心點進行連 續的旋轉測量，就會形成一定的掃描范圍

毫米波雷達與激光雷達的初探

雷達

（Radio Detection and Range, Radar）是一種利用電磁波來對目標進行探測和定位的電子設備。實現距離測量、運動參數測量、搜索和發現目標、目標定位、目標特性參數分析等功能。

分類

電磁波按照從低頻到高頻的順序，包括有無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、伽馬射線的電磁輻射。工作在紅外和可見光波段的雷達稱為激光雷達（Laser Radar）。

毫米波

毫米波實質上就是電磁波，頻率為30-300GHz（波長1-10mm）。毫米波雷達就是指工作頻段在毫米波頻段的雷達，測距原理跟一般雷達一樣，也就是把無線電波(雷達波)發出去，然后接收回波，根據收發之間的時間差測得目標的位置數據。毫米波雷達就是這個無線電波的頻率是毫米波頻段。

優點：

探測性能穩定、作用距離較長、環境適用性好等特點。與超聲波雷達相比，毫米波雷達具有體積小、質量輕和空間分辨率高的特點。與紅外、激光、攝像頭等光學傳感器相比，毫米波雷達穿透霧、煙、灰塵的能力強，具有全天候全天時的特點。

主流： 24GHz和77GHz

• 24GHz:能夠實現的ADAS功能有盲點檢測、變道輔助等，在自動駕駛系統中常用于感知車輛近處的障礙物，為換道決策提供感知信息。因為偵測距離不夠遠，因此大部分用來做盲區、障礙物的偵測
• 性能良好，最大檢測距離可以達到160米以上，因此常被安裝在前保險杠上，正對汽車的行駛方向。長距離雷達能夠用于實現緊急制動、高速公路跟車等ADAS功能，同時也能滿足自動駕駛領域，對障礙物距離、速度和角度的測量需求。

國際規則：

2005-2013年，歐盟將24GHz、79GHz作為車載毫米波雷達的頻譜，而美國使用24GHz、77GHz頻帶，日本選用了60-61GHz的頻段。隨著世界范圍內76-77GHz毫米波雷達的廣泛應用，日本也逐漸轉入了79GHz毫米波雷達的開發中。各大國的車載雷達頻段主要集中在在23-24GHz、60-61GHz和76-77GHz(79GHz)3個頻段

2015年，日內瓦世界無線電通信大會將77.5-78.0GHz頻段劃分給無線電定位業務，以支持短距離高分辨率車載雷達的發展，從而使76-81GHz都可用于車載雷達，為全球車載毫米波雷達的頻率統一指明了方向。

國內：

工業和信息化部于2012年發布了《關于發布24GHz頻段短距離車載雷達設備使用頻率的通知》(工信部無〔2012〕548 號)，將24.25-26.65GHz頻段規劃用于短距離車載雷達業務的頻率

激光雷達

激光雷達主要是通過發射激光束，來探測目標的位置、速度等特征量。車載激光雷達普遍采用多個激光發射器和接收器，建立三維點云圖，從而達到實時環境感知的目的。從當前車載激光雷達來看，機械式的多線束激光雷達是主流方案。

優點：

激光雷達的優勢在于其探測范圍更廣，探測精度更高

缺點：

在雨雪霧等極端天氣下性能較差，采集的數據量過大，價格十分昂貴

百度和google 64位激光， 70萬激光發射器線束的越多，每秒采集的云點就越多，探測性能也就更強。然而線束越多也就代表著激光雷達的造價就更加昂貴，64線束的激光雷達價格是16線束的10倍。

原理

由激光器產生并且發射一束激光脈沖或者是連 續的激光束，發射出去的激光脈沖和激光束在遇到物體后會產生一個回波信號， 接收器接收這個回波信號，然后準確的測量激光從發射到接收反射回波的傳播時 間。由于激光是以光速在介質中傳播，根據在介質中光速為已知的數據，可以計 算出物體與測量點之間的距離。當這樣一條激光束以一定的角度繞中心點進行連 續的旋轉測量，就會形成一定的掃描范圍

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總結

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