新闻中心

EEPW首页 > 物联网与传感器 > 新品快递 > 毫米波传感器:应用有望拓宽,TI看好汽车工业医疗

毫米波传感器:应用有望拓宽,TI看好汽车工业医疗

作者:王莹时间:2017-05-19来源:电子产品世界

  近日,在京举办新闻发布会,宣布推出毫米波单芯片CMOS产品组合,包括汽车和工业用二大系列共计5款芯片及其解决方案,频率76~81GHz。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201705/359424.htm

  有趣的是,在新闻发布会上,的汽车和工业部门负责人向媒体介绍了集成度进一步提高后的可能的应用,远超常规的应用场景。

  将覆盖汽车的长中近距离

  通常认为毫米波雷达用于汽车倒车或做前向雷达,从的角度,还能做什么?

  TI汽车雷达产品营销总监 Sudipto Bose介绍说,AWR系列是满足车规的车用芯片,分为三个系列:AWR12、AWR14和AWR16。

  AWR12可以用于中长程雷达。特点是精度高,可以自寻航,如果波束成形,可以用于在高速公路上的自动驾驶。

  图: Sudipto Bose展示第三方合作伙伴采用AWR芯片做的车用开发板

  AWR14可以实现接近感测。其增加了MCU(注:MCU采用ARM Cortex-R4F核),可以实现开门预警,例如开门时,若门外有障碍物会报警。车顶也可以探测,汽车如果将碰到车顶时也会报警,即车周探测。另外,还可检测驾驶员的呼吸和心跳(注:笔者还见到摄像头监视方案、测手指的脉搏方法等),以及乘员监测,诸如小孩是否在车里。即过去毫米波雷达没有涉足的领域也可以应用到。

  AWR16系列可作为超短和短程雷达。例如盲点、防后方碰撞/警告、车道变更辅助、交通路口警报等。

  AWR1x的优势是,目前开发人员在车辆中创建美国汽车工程师学会(SAE)国际2级及以上功能时会遇到阻碍,主要来自传感器尺寸和为特定组件供电。通过内置的质量标准、在小外形尺寸和低功率封装中所达到的高精确度,TI的AWR1x 毫米波产品组合让开发人员能够满足这些要求,同时实现低成本。设计人员不但可以提高高级驾驶员辅助系统(ADAS)和自主驾驶的安全特性—包括可实现汽车安全完整性等级(ASIL-B)的ISO 26262,而且提供了自动泊车辅助、行人探测,以及承载率和驾驶员监控等全新特性。

  图:单芯片的集成度提高

  IWR适合工业和医疗等应用

  TI工业雷达产品营销总监Robert Ferguson展示了工业级IWR系列新产品的多种可能应用。

  *可以感知容积多少,液位多少,是否达到可控状态。

  图:演示环节,用雷达测试台子下的白色物体是否平坦,可用于液位探测。探测哪种物体,需要软件调整,例如探测液体、固体等。

  *也可以进行交通监测,通常用摄像头监测,雷达适合更恶劣的环境,诸如雾霾、下雨、暗光等。而且可以测速,可以侦测到运动物体方位角,指引摄像头追踪目标。做智能交通管理方面,可进行红绿灯的管理。

  *延伸应用,诸如检测车里多少人,工业机器人感知周围是否有人,还有无人机自动避障、降落等。

  雷达技术有三个感知层面:距离,相对速度,方位。在工业上,之前也有一些探测,例如智能门只能检测位置。如果人跑步进入这个门的时候,难以识别;如果用雷达技术,三个层面都能覆盖到。

  在演示环节,还展示了用雷达探测人的呼吸和心跳方案,如下图。

  总之,为了应对工厂、楼宇自动化系统和智能基础设施中对于更高效率的需求,开发人员现在能够充分利用TI IWR系列的智能化且稳健耐用的产品组合。此外,在一些需求不断增长的应用领域,如医疗设备、箱内液位感测、机器人视觉和无人机等,这项感测技术可用于改造现有的一些功能。TI的IWR1x 毫米波非接触式传感器的特点是不受环境中的光照、降雨、灰尘、下雾或霜冻的影响,这使它们在室内或室外都能稳健运行。通过确定设备周围物体的所处范围、速率和角度,这些传感器能立即适应动态变化的场景。

  热门问答

  问:与市面上的传感器方案相比,此次发布有何优势?

  答:TI推出的是单芯片方案10.4mmx10.4mm,这是因为建立在CMOS技术之上,在基尔比实验室研制,做在一个die(裸片)上。

  AWR1x和IWR1x传感器产品组合提供比目前市场上毫米波解决方案高3倍的感测精度。可以探测头发丝的精度(注:测试条件是:每秒1次测量,没有关注速度,每秒50微米的精度。),可以用于马达平台的振动等工业测量。

  功耗只有市面上常用产品的1/4,仅150mW。

  图: AWR系列适合汽车应用,IWR系列适合工业应用

  问:过去RF用SiGe技术,CMOS相比有何特点?

  答:首先是精确,其次低功耗和可以做得更小。

  问:在汽车应用中,还有24GHz毫米波雷达,为何此次推出77GHz?

  答:全球都在从24GHz向77GHz迁移,因为准确率取决于雷达发射脉冲的有效的频段,24GHz有0.5兆来取样,77GHz会多达5、6个G,在这个频段会给大家带来太多精度的提升,所以它会引发很多新的领域。

  另外,77GHz的天线较短。1/4波段的天线设计比24GHz小1/3,整个产品做出来会比24GHz小非常多。。

  再有,因为24GHz只有几百兆Hz带宽。而77GHz左右通常能做到2GHz,而TI做到了5GHz。在中国,76~77GHz是开放的频段。

  问:无人机等RF应用中,其他公司也有方案,而且市占率已很高。TI作为后来者,优势是什么?

  答:在RF(射频)应用中,大部分采用24GHz,只能配一两根天线,最大50米距离。而TI的77GHz方案最多实现2发4收,可以做到100米距离。

  问:汽车用AWR系列的特点是什么?

  答:值得一提的是,在动态配置方面,汽车用的AWR系列从短距离到中距离,频率可以动态自动调整。不仅频率,还有取样率、天线等都可调整。

  动态频率调节是重要考虑环节,众多车都在用雷达,要避开这个频率。TI有ECU(电控单元),可以让雷达切换到不同的状态。

  实际上,7年前TI已有毫米波雷达,是160GHz,因此TI有自己的RF技术。今年把此技术开放给所有客户。

  可见,TI从单芯片到RF、处理器都解决了。过去TI没有推出RF产品,现在有了。历史上,过去很多人看到雷达中有TI C2000产品,可见TI DSP很早用于雷达方案,从几个厘米到300毫米,例如前向雷达,已有新的技术,例如波束成形技术。因此,TI使客户能够“最合适的产品找最适合的解决方案”。

  另外,TI比较稳重,不像一些竞争对手,在测试芯片阶段就对外发布了。TI发布产品时,还有软件、SDK、无线电等一揽子方案,让客户在短期内就续。

  小结

  此次发布会,TI的发言人希望大家记住三个关键词:CMOS,单芯片,77GHz。

  电子产品世界的编辑认为,最大的亮点是应用,TI开拓了毫米波雷达的新应用场景,例如摄像头上配雷达,使监测目标具有指向性;能够探测跑动的人要进入自动门;监视人的呼吸和心跳;探测液位;汽车的车周探测,以防止车门外或车顶的障碍物。



关键词: TI 毫米波传感器

评论

技术专区

关闭