테슬라 첩보 사진은 4D 밀리미터 파 레이더를 탑재할 전망이다
아마도 많은 친구들이 이미 이 일을 알고 있을 것이다. 테슬라가 곧 출시할 HW 4.0 스마트 운전 프로그램에는 4D 밀리미터 웨이브 레이더가 포함될 것으로 예상된다. 소식이 나오자 각 주요 관련 회사의 주식이 폭등했다. 주식 시장을 변동시키고 머스크 "진짜 향기" 를 시키십시오. 4D 밀리미터 파 레이더의 능력은 어떻습니까?
밀리미터 파 레이더
이 질문에 답하기 전에, 우리는 먼저 차내 밀리미터파 레이더를 알아야 한다.
차량 밀리미터 파 레이더 작업 모델 맵
자동차 밀리미터 파 레이더를 한 마디로 묘사한다면, 지능형 보조 운전의 시대인1999 메르세데스-벤츠 차종은 처음으로 밀리미터 웨이브 레이더를 기반으로 한 적응형 순항 기능을 적용했는데, 이 시스템은 Distronic (거리 제어 시스템) 이라고 불린다.
Distronic 시스템을 갖춘 벤츠 S 급
자동차 회사들이 자신의 지능 보조 운전 능력을 레이저 레이더로 홍보하는 것을 더 선호하지만, 사실 밀리미터 웨이브 레이더의 특징은 레이저 레이더가 대체할 수 없는 것이다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언)
밀리미터 파 레이더는 밀리미터 파 대역에서 작동하는 레이더이다. 밀리미터 파의 파장은 일반적으로 1- 10mm 이고 주파수는 30-300GHz 입니다. 전자파 신호를 송수신한 후 도플러 효과를 사용하여 대상의 다양한 매개변수 (예: 거리 측정, 속도 측정, 각도 측정) 를 계산합니다.
도플러 효과
길이가 다른 파동은 대기에서 전파될 때 서로 다른 정도의 방해와 흡수를 받으며, 밀리미터 파동의 파장은 마이크로웨이브와 적외선 사이에 있기 때문에 두 가지 장점을 모두 갖추고 있다. 마이크로웨이브에 비해 밀리미터 웨이브 방향성, 해상도, 간섭 방지 기능, 탐지 성능이 우수합니다.
적외선 파동에 비해 밀리미터 파동은 대기에서 전파될 때 감쇠가 적고, 연기와 먼지를 더 잘 관통할 수 있으며, 날씨의 영향이 적다. 이러한 특징들은 밀리미터 웨이브 레이더가 하루 종일 작동할 수 있는 능력 (폭우 제외) 을 결정합니다.
레이더는 군사를 포함하기 때문에 국가가 민간에 개방하는 주파수 대역은 통제된다. 현재 국제적으로 주류의 차량용 밀리미터 웨이브 레이더 주파수는 24GHz (밀리미터 파 주파수라고도 함), 77GHz, 79GHz 로, 일본과 같은 몇몇 국가에서는 60GHz 주파수를 개방하고 있습니다.
우리나라 차량용 밀리미터파 레이더가 개방되는 주파수는 24GHz 와 77GHz 이므로 현재 우리나라 차량용 밀리미터파 레이더는 24GHz 와 77GHz 로 나뉜다.
하이라 24GHz 밀리미터 파 레이더
다른 데시벨 소리가 다른 거리에 도달 할 수있는 것처럼, 밀리미터 파 레이더의 주파수가 다른 거리를 감지 할 수 있습니다. 24GHz 의 프로브 거리는 일반적으로 30- 120 m 이고 77 GHz 의 프로브 거리는 일반적으로 200m 이상입니다.
무선 주파수
여기에 물리가 좋은 친구가 있을 수 있다는 것을 보고 의문을 제기하고 싶다. 파도 전파 이론에 따르면 주파수가 높을수록 해상도가 높아지고 침투 능력이 강하지만 전송 손실이 클수록 전송 거리가 짧아진다. 상대적으로 주파수가 낮을수록 파장이 길수록 회절 능력이 강해지고 전송 거리가 멀어집니다.
그럼 왜 내가 77GHz 밀리미터 웨이브 레이더의 탐지 거리가 24GHz 밀리미터 웨이브 레이더보다 더 멀다고 말할까? 이것은 밀리미터 파 레이더의 구조와 기술과 관련이 있다.
밀리미터 웨이브 레이더의 하드웨어는 약 50% 를 차지하며 주로 무선 주파수 프런트 엔드 (MMIC), 디지털 신호 프로세서, 안테나 및 제어 회로로 구성되며 50% 는 소프트웨어 알고리즘으로 구성됩니다.
밀리미터 파 레이더를 만드는 과정에서
레이더 안테나의 크기는 파장에 비례한다. 24GHz 레이더 파장이 길기 때문에 안테나가 더 크고 77GHz 레이더 안테나가 더 작기 때문에 (크기가 약 24GHz 레이더 안테나의 1/3) 같은 볼륨 내에 더 많은 안테나 장치를 배치할 수 있습니다.
보통 24 GHz 밀리미터 웨이브 레이더의 안테나는 1, 수신 2 만, 77GHz 밀리미터 웨이브 레이더의 안테나는 4, 수신 4 를 발사할 수 있습니다. 전체 안테나 어레이의 이득은 77GHz 밀리미터 웨이브 레이더 탐지 거리가 더 먼 이유 중 하나이다.
또한 24GHz 의 밀리미터 파동 능력은 게임' 카드 추출' 과 마찬가지로 결국 심각한 정보 편차가 발생했기 때문에 근거리 탐지 정보가 더 믿을 만하다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언
또한 해상도에서도 차이가 있습니다. 77GHz 밀리미터 웨이브 레이더의 최소 해상도 거리는 3.75cm 이고 24GHz 밀리미터 웨이브 레이더의 최소 해상도 거리는 60cm 입니다.
국산 77GHz 밀리미터 파 레이더
즉, 두 대상 개체 간의 거리가 60cm 이면 77GHz 밀리미터 웨이브 레이더만 성공적으로 구분할 수 있고 24GHz 밀리미터 웨이브 레이더는 하나의 대상 개체로 간주됩니다.
주파수는 다르게 보이지만 실제로는 성능 차이가 크기 때문에 장면을 사용하는 것도 다릅니다. 현재 업계 밀리미터 웨이브 레이더의 일반적인 코디네이션은 1 정방향 +4 측면 (왼쪽 앞, 왼쪽 뒤, 오른쪽 앞, 오른쪽 뒤) 으로 다음과 같이 배열되어 있습니다.
현재 주류 밀리미터 웨이브 레이더에는 각도 측정, 거리 측정 및 속도 측정 기능, 즉 대상 물체의 방향, 거리 및 속도를 측정하는 기능이 있습니다. 우리는 이것을 3D 밀리미터 웨이브 레이더라고 부릅니다. 하지만 정적 물체를 식별할 수 없다는 큰 결함이 있습니다.
고도 정보가 부족하기 때문에 3D 밀리미터 웨이브 레이더의 경우 지상 감속대나 속도 정보를 생성하지 않는 기타 정적 장애물은 위의 입체교차교와 별반 다르지 않습니다.
만약 입체교차교가 바로 브레이크에 영향을 미친다는 것을 감지한다면, 그것은 너무 터무니없다. 따라서 3D 밀리미터 웨이브 레이더의 알고리즘은 이러한 정지 물체의 정보를 직접 무시합니다. 앞에 운석이 있더라도 3D 밀리미터 웨이브 레이더는 브레이크를 트리거하지 않습니다.
이것이 2020 년 테슬라 한 대가 앞에서 움직이지 않는 차에 직접 부딪친 이유일 것이다. 밀리미터 파 레이더는 눈을 감기로 선택했고 테슬라의 시각방안도 지금은 좋지 않다.
테슬라는 보조 운전 모드에서 트럭을 치려고 한다
이러한 결함으로 인해 밀리미터 웨이브 레이더는 2020 년 첫 4D 밀리미터 웨이브 레이더가 탄생할 때까지 점점 더 높은 스마트 운전 시장에서 교착 상태에 빠졌다.
4D 밀리미터 파 레이더 및 라이더
4D 밀리미터 웨이브 레이더는 3D 밀리미터 웨이브 레이더를 기반으로 높이 정보를 추가합니다. 이는 4D 밀리미터 웨이브 레이더의 이미징에 직접적인 영향을 미칩니다.
파동이 물체 표면에 부딪히면 반사파는 방향, 거리 등의 정보를 가지고 좌표 변환 후 점 구름 데이터로 나타납니다. 두 대의 밀리미터 파 레이더가 소프트웨어 알고리즘을 통해 변환된 이미지는 다음과 같습니다.
예를 들어 너비가 80 cm 이고 키 1.7m 인 사람이 빠르게 달리고 있고, 3D 밀리미터 웨이브 레이더는 점으로 구성된 수평 80 cm 점선이 특정 방향으로 움직이는 것을 인식하며, 4D 밀리미터 웨이브 레이더는 폭 80 cm, 높이1을 인식합니다.
앞에는 2m 길이, 지상 3m 의 한도 막대, 아래에 같은 길이의 감속대가 있습니다. 3D 밀리미터 웨이브 레이더는 거의 겹치는 두 개의 2m 길이의 점선으로 인식되고, 4D 밀리미터 웨이브 레이더는 이를 두 개의 2m 길이의 대시 사이의 접근성 거리 3m 으로 인식합니다.
4D 밀리미터 웨이브 레이더에는 정지 물체를 식별할 수 없는 결함이 더 이상 없습니다. 또한 가격은 라이더의 10%-20% 에 불과하며, 자체 밀리미터 웨이브 레이더는 탐지 거리, 간섭 방지 능력, 비 안개 막힘 등의 특징을 가지고 있습니다. 4D 밀리미터 웨이브 레이더는 라이더의 강력한 라이벌로 여겨진다.
레이저 레이더
라이더 대신 4D 밀리미터 파 레이더를 사용할 수 있습니까? 현재 대답은' 아니오' 입니다.
4D 밀리미터 웨이브 레이더와 라이더의 본질은 능동적으로 투파 신호를 탐지하는 것이다. 4D 밀리미터 웨이브 레이더의 파장은 3.9mm 이고 라이더의 파장은 일반적으로 905 또는 1550nm 입니다. 파동의 전파 특성으로 인해 라이더는 비, 안개, 황사 등 날씨에 거의 속수무책이다. 밀리미터파 레이더는 역할을 할 수 있다.
둘 다 이미징할 수 있지만 라이더는 4D 밀리미터 웨이브 레이더를 누르는 장점, 즉 해상도를 가지고 있습니다. 시중에 나와 있는 4D 밀리미터 웨이브 레이더는 초당 약 65438+ 백만 점 구름을 생성하는 반면 128 선 라이더는 초당 1.4 백만 점 구름을 생성합니다.
라이더의 이미징 효과
654.38+0.4 만 화한 인물상은 당연히 654.38+0.4 만 화한 인물보다 더 정확하다. 인물 윤곽의 선명도가 다를 뿐만 아니라, 더 직접적인 영향은 각도 해상도의 차이다.
라이더의 각도 해상도는 0. 1 이고 4D 밀리미터 웨이브 레이더의 각도 해상도는 1 입니다. 즉, 두 대상 개체의 각도 차이가 1 이면 라이더만 구분할 수 있습니다.
결국 이미징 방면에서 라이더의 해상도는 4D 밀리미터 웨이브 레이더와 비교할 수 없다. 현재 4D 밀리미터 웨이브 레이더는 시각적 알고리즘을 보완하고 비와 눈 속에서 카메라를 돕는 데 더 적합합니다.
이런 식으로, 4D 밀리미터 파 레이더는 라이더보다 테슬라에 더 적합하다.
비용을 제외하고, 라이더의 이미징 장점은 테슬라의 시각 방안에 대해 반복된다. 카메라와 라이더의 같은 단점은 시야가 낮은 날씨로 제한된다는 점이다. 이 문제는 테슬라에게 밀리미터 웨이브 레이더만이 해결할 수 있다.
밀리미터 파 레이더 역사
처음 질문으로 돌아가면 많은 친구들이 중국을 선택할 수 있을 것이다. 결국, 우리의 현재 스마트 운전 시장은 한창이지만, 실제 답은 독일인이다.
1904 년 독일인 진스 헤르스 마이어는 전인의 전자기 이론과 전자기파 실험을 바탕으로 전파반등 탐지 장치를 이용하여 최초의 선박 충돌 방지 레이더를 개발했다. 이는 세계 최초의 레이더다.
1935 년 영국인 로버트 왓슨 와트가 실용레이더 시스템을 성공적으로 개발해 영국 공군에 의해 대규모로 배치되었다. 독일 비행기를 미리 탐지함으로써 이 시스템은 영국이 나치 독일의 공격에 저항하고' 영국 공전' 을 이길 수 있도록 도왔다.
로버트 왓슨 와트는
독일인이 발명한 레이더는 영국인들이 독일을 물리치는 데 쓰였나요? 독일인들은 매우 불만족스러워서 돌아가서 열심히 공부한다고 한다. 이후 자동차 공업의 번영과 1986 년 유럽에서 제정한' 유럽 고효율 안전교통시스템 계획' 이 차량 레이더의 왕성한 발전을 촉발시켰다.
20 12 년, 독일의 반도체 거물인 영비링은 24GHz 모노 리식 레이더 솔루션을 출시하여 밀리미터 웨이브 레이더의 기술 문지방과 제조 비용을 절감하고 다양한 분야에서 밀리미터 웨이브 레이더의 응용을 촉진시켰다.
우리나라는 밀리미터 파 레이더에 대한 연구 시간이 길지 않다. 24GHz 밀리미터 웨이브 레이더 제품은 20 13 년에야 중국에 입국했고, 동시에 외국은 중국 77GHz 밀리미터 웨이브 레이더의 기술을 봉쇄했다.
20 14-20 16 국내 밀리미터 웨이브 초창기 기업 설립, 그 중 SAIC 산하 화우 자동차가 먼저 밀리미터 웨이브 레이더를 연구했다. 20 16-20 17, 국산 24GHz 밀리미터 웨이브 레이더가 양산되기 시작했고, 77GHz 밀리미터 웨이브 레이더가 샘플을 만들기 시작했다.
화우자동차사무소
글로벌 밀리미터 웨이브 레이더 시장은 여전히 해외 선두 제조사 (예: 박세, 중국, 하이라 등) 가 주도하고 있지만. 국내 산업 발전도 왕성한 상태다. 국산 77GHz 밀리미터파 레이더가 등장했고, 예를 들면 덕사 4 차원, 선스텍, 초항기술 등 국내 선두 업체들은 이미 양산능력을 갖추고 있다.
대륙그룹 로고
마지막으로, 왜 외국에는 더 나은 지능 보조 운전 핵심 센서 기술이 있지만 국내에서는 지능 보조 운전의 핵심 전장이 되었는지에 대해 거꾸로 말하고 싶습니다.
20 18 독일 제조업체 대륙그룹이 자동운전차의 수용도를 조사했다. 중국은 응답자의 89% 가 자동운전 기술을 지지했고, 독일과 미국의 이 비율은 각각 53% 와 50% 였다.
영국 덕근 컨설팅 회사도 조사를 실시했다. 20 19 년까지 중국 소비자들은 자동운전차에 대해' 위험' 을 느끼는 비율이 25% 로 아시아 6 개 조사국 중 가장 낮았다.
2022 년 베이징일보는 중국인들의 자동운전 수용 정도에 대한 조사를 실시했다. 그 결과 중국인의 80% 이상이 자동운전을 받아 다른 나라보다 훨씬 높은 것으로 나타났다.
이런 것들이 현재의 지능 보조 운전 기술의 미성숙함을 간과하게 하는 것은 아니다. 대신, 우리는 기존의 지능 보조 운전 기술의 한계를 좀 더 현실적으로 받아들여야 한다. 하지만 이 수치들은 우리가 기술에 대해 좀 더 포용적이고 긍정적인 태도를 가지고 있다는 것을 보여준다.
이 글은 이차호 작가 AutoLab 에서 온 것으로 저작권은 저자가 소유한다. 어떤 형식의 전재든 저자에게 연락하세요. 내용은 대표작자의 관점일 뿐 차 개조와는 무관하다.