自动驾驶时代即将来临——汽车将搭载功能更加强大的系统,用以监控周围环境实现安全驾驶。科技公司大陆集团推出的最新款第五代长距雷达就是这样一种系统,它的最长检测距离可达300米,并且具有比前几款更高的高分辨率。没有长距雷达,就不可能实现自动驾驶。在20年前,当第一台配备长距雷达的汽车上市时,没有人预料到这一点。大陆集团在与梅赛德斯的联合开发中发挥了关键作用:戴姆勒公司于1999年首次为梅赛德斯S级(W220系列)轿车提供了自适应巡航控制系统“DISTRONIC”。这是全世界第一个采用长距雷达的自适应巡航系统(ACC)。150米的检测距离让其当之无愧地成为了当时最先进的系统。
大陆集团雷达项目管理负责人Norbert Hammerschmidt曾于1996年参与第一台长距雷达的开发工作,他表示:“凭借这一系统,我们开辟了新的技术领域。自此以后,就确立了在雷达解决方案的不可动摇的地位。大陆集团已经生产了超过5000万个长距和短距雷达传感器,最新的第五代长距雷达也将在二十周年之际推出。”20年前的雷达系统只能满足基础款自适应巡航系统的需求,但是最新一代的雷达,除了启停功能,还能提供紧急制动和交通拥堵辅助功能。雷达传感器与其他环境传感器(例如摄像头和激光雷达)一起为高级驾驶员辅助功能和自动驾驶的发展奠定了基础。
长距雷达是现代车辆的标配。搭载了自适应巡航系统的长距雷达可提升驾乘舒适性,与此同时,还可以提升驾驶的安全性,因为雷达传感器可以在遇到危险时激活紧急制动辅助系统。自2015年起,欧洲法律规定卡车必须搭载基于雷达的紧急制动辅助系统。然而,在二十世纪九十年代末,雷达技术能否如此应用还远未可知。因为当时使用红外传感器技术来探测车辆前方障碍物成本要低得多。尽管如此,梅赛德斯和大陆集团仍然看好在技术上更先进的雷达解决方案,因为雷达不受光线和能见度条件影响,即便在雾天和黑暗中,也能有出色表现。
第一代长距雷达系统比较复杂,由两大元件构成,一是安装在散热器格栅后的雷达头,二是车内的控制单元。这两个元件都是鞋盒大小,重约1.3公斤。系统利用耿氏二极管产生77千兆赫范围内的高频波。在大陆集团的第二代长距雷达中,一种功能更强大的半导体材料取代了第一代使用的耿氏二极管。这一改动再加上其他集成方案,把整个雷达系统缩小到能装进一个比厚平装书略大一点的外壳里,重量也减少到了650克左右。
产品的更新从未止步,每一代的长距雷达都比上一代更紧凑、功能更强、成本更低,这尤其体现在更广的作用范围和更高的分辨率上。最新的第五代长距雷达传感器只有一块黄油大小,重量仅为500克。作为关键元件的半导体技术也经过了多次改进。大陆集团专家Hammerschmidt解释说:“第五代长距雷达首次使用了互补金属氧化物射频技术(CMOS FR),这种技术将来能够让我们把所有功能集成到一块芯片上,从而减小所需的安装空间,并且降低成本。”