汽车上的雷达测距计算
激光雷达测距方式
激光雷达是一种利用激光束测量目标距离的设备。
它通过发射一束激光束，然后测量激光束从发射到接收的时间来计算目标的距离。
激光雷达的测距方式主要有两种：时间差测距和相位测距。
1. 时间差测距：激光雷达发射一束短脉冲的激光束，当激光束照射到目标上时，一部分激光束会被目标反射回来。
激光雷达接收到反射回来的激光束后，通过测量激光束从发射到接收的时间差来计算目标的距离。
这种方式的测距精度较高，但对激光脉冲的宽度和接收器的时间分辨率要求较高。
2. 相位测距：激光雷达发射一束连续的激光束，当激光束照射到目标上时，一部分激光束会被目标反射回来。
激光雷达接收到反射回来的激光束后，通过测量激光束的相位差来计算目标的距离。
这种方式的测距精度较高，但对激光束的相位差测量和解算要求较高。
无论是时间差测距还是相位测距，激光雷达都可以通过测量激光束的时间或相位来计算目标的距离。
这些测距方式在激光雷达的应用中都有广泛的应用，例如自动驾驶、机器人导航、环境感知等领域。
《车载激光雷达检测方法》
《车载激光雷达检测方法》车载激光雷达是一种基于激光技术的检测设备，能够通过激光束的反射来获取目标物体的位置信息。
它主要应用于自动驾驶系统中，用于实时检测道路上的障碍物，从而保证行车安全。
本文将介绍车载激光雷达检测的方法和技术。
首先，激光雷达通过发射激光束，并测量激光束从发射到接收所需的时间，从而计算出目标物体距离激光雷达的距离。
这个过程叫做时间测距。
激光雷达还会记录激光束的反射强度，从而得到目标物体的反射特性，例如反射率、表面颜色等。
还能记录激光束的角度信息，从而计算出目标物体的角度位置。
这个过程叫做角度测量。
通过时间测距和角度测量，激光雷达能够获得目标物体的三维位置信息。
在进行激光雷达检测时，一般会采用扫描方式来获取目标物体的位置信息。
扫描方式分为水平扫描和垂直扫描两种。
水平扫描是指激光雷达固定方向旋转，通过不同角度的扫描，获取目标物体的水平位置信息。
垂直扫描是指激光雷达在水平方向上固定位置，通过改变垂直方向的角度，获取目标物体的垂直位置信息。
通过水平和垂直两个方向的扫描，激光雷达能够获取目标物体的二维位置信息。
在进行激光雷达检测时，还需要进行数据处理和滤波。
由于激光雷达在检测过程中会受到多种因素的影响，例如光照条件、大气湍流等，其测量数据会存在一定的误差。
因此，需要对激光雷达获取的原始数据进行滤波和处理，以提高检测的准确性和稳定性。
常用的处理方法包括：去除离群点、噪声滤波、数据平滑处理等。
这些处理方法可以有效地去除噪声和异常点，从而提高激光雷达检测的精度和稳定性。
此外，车载激光雷达还可以结合其他传感器进行检测。
例如，可以与摄像头、毫米波雷达等其他传感器进行数据融合，从而获得更全面和准确的目标检测结果。
数据融合可以通过将不同传感器的数据进行叠加和整合，从而弥补各个传感器之间的局限性，提高检测的准确性和可靠性。
综上所述，车载激光雷达检测方法包括激光束的发射和接收、时间测距和角度测量、水平和垂直扫描等步骤。
雷达测距、测角、测速基本原理
雷达测距、测角、测速基本原理目标在空间的位置可以用多种坐标系表示。
最常见的是直角坐标系，空间任一点目标P 的位段可用x，y,z三个坐标值来确定。
在雷达应用中，测定目标坐标常采用极(球)坐标系统.目标的斜距R为雷达到目标的直线距离OP;方位角a为目标的斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(一般是正北方向)在水平面上的夹角;仰角B为斜距R与它在水平面上的投影OB在沿垂直面上的夹角，有时也称为倾角或者高低角。
如果需要知道目标的高度和水平距离，那么利用圆柱坐标系就比较方便。
在这种坐标系中.目标的位由三个坐标来确定:水平距离D;方位角。
;高度H, 球坐标系与圆柱坐标系之间的关系如下:D=RcosBH=RsinBa=a上述这些关系仅在目标的距离不太远时是正确的;当距离较远时，由于地面的弯曲，必须作适当的修正。
现以典型的脉冲雷达为例来说明雷达测量的基本工作原理。
它由发射机、发射天线、接收机和接收天线组成。
发射电磁波中一部分能量照射到雷达目标上，在各个方向上产生二次散射。
雷达接收天线收集散射回来的能量，并送至接收机对回波信号进行处理，从而发现目标，提取目标位置、速度等信息。
实际脉冲雷达的发射和接收通常共用一个天线，以简化结构.减小体积和重量。
脉冲雷达采用的发射波形通常是高频脉冲串.它是由窄脉冲调制正弦载波产生的，调制脉冲的形状一般为矩形，也可采用其他形状。
目标与雷达的斜距由电磁波往返于目标与雷达之间的时间来确定;目标的角位置由二次散射波前的方向来确定;当目标与雷达有相对运动时，雷达所接收到的二次散射波的载波频率会发生偏移，测量载频偏移就可以求出目标的相对速度，并且可以从固定目标中区别出运动目标来。
信息来源拓邦汽车电子网 地址：/news/2165.htm。
激光雷达的测距方法
激光雷达的测距方法嘿，咱今儿就来聊聊激光雷达的测距方法这档子事儿！你说这激光雷达啊，就像是一双超级厉害的眼睛，能精准地测量距离呢！那它是咋做到的呢？这就得讲讲它的那些个测距方法啦。
有一种叫脉冲测距法，就好像是激光雷达不断地发出一闪一闪的“光信号”，然后通过计算光信号从发出到返回的时间，就能算出距离啦！你想想，这多神奇呀，就靠着这么一道道光，就能把距离给搞清楚。
这就好比你扔个石头出去，然后根据听到石头落地的声音时间来判断扔出去多远一样，是不是挺有意思？还有一种相位测距法呢，这个就有点高深啦。
它就像是在和光玩一个很巧妙的游戏，通过测量光的相位变化来确定距离。
哎呀，这可真是让人惊叹不已呀，光的一点点变化都能被捕捉到，然后变成距离的信息。
这就好像是能读懂光的“心思”一样，厉害吧！再说说三角测距法，这就像是一个巧妙的几何谜题。
激光雷达发出光，然后根据光照射到物体上形成的角度和已知的一些条件，就能算出距离啦。
这就好像是解一道数学题，用各种条件和关系来找到答案。
你看啊，这些测距方法各有各的奇妙之处，就像是不同的魔法技能一样。
它们在不同的场景里发挥着作用，让我们能更清楚地了解周围的世界。
激光雷达靠着这些方法，能帮助我们自动驾驶的汽车更安全地行驶，能让机器人更灵活地工作，还能在很多很多领域大显身手呢！咱再回过头来想想，科技的发展真是让人惊叹啊！以前想都不敢想的事情，现在都能通过这些先进的技术实现了。
激光雷达的测距方法就是一个很好的例子，它让我们对世界的感知更加精确，更加智能。
说真的，有时候我就感慨，这世界变化太快啦！这些高科技玩意儿就像雨后春笋一样冒出来，不断地给我们带来惊喜。
而激光雷达的测距方法，就是其中一个让人眼前一亮的存在。
总之呢，激光雷达的测距方法可真是不简单，它们是科技智慧的结晶，为我们的生活带来了诸多便利和可能。
咱可得好好了解了解它们，说不定哪天就能用到呢，你说是不是呀？哈哈！。
贵阳汽车激光雷达测距原理
贵阳汽车激光雷达测距原理
汽车激光雷达测距原理是利用激光发射器产生的红外光束，在目标物体表面反射后返回激光雷达接收器的时间差，从而计算出目标物体与激光雷达的距离。
具体原理如下：
激光发射器会发射一束狭窄的激光束，激光束在通过激光镜组后被聚焦成一个极小的光点。
这个光点照射到目标物体表面后，根据物体表面的特性产生反射，反射光线沿着相反的方向回到激光雷达接收器中的接收器，这个光线路径也经过激光镜组。
接收到的反射光线被转换为电信号后，经过时间差计算器进行转换处理。
由于光速非常快，常规的计算方法无法精确地计算距离。
因此，在激光雷达中使用的时间差计算器利用的是飞行时间（ToF）技术。
ToF技术是利用激光发射与接收之间的时间差计算距离，因此也称为飞行时间法。
激光雷达中的ToF技术通过对发射和接收信号的时间差进行计算，从而产生了目标物体与激光雷达之间的距离测量。
测距精度通常可以达到厘米级别。
现代汽车的四种测距方法
现代汽车的四种测距方法
现代汽车使用多种测距方法来实现距离感知和安全辅助系统。
以下是四种常见的测距方法：
1. 超声波测距：超声波传感器广泛应用于汽车的倒车雷达和泊车辅助系统中。
超声波传感器发射超声波信号，并通过检测信号的反射时间来计算物体与车辆之间的距离。
超声波测距主要适用于近距离测量，常见于低速行驶和倒车时。
2. 毫米波雷达测距：毫米波雷达是一种使用毫米波频段进行测距的技术。
它可以测量车辆周围的物体距离和速度。
毫米波雷达可以在更大范围内进行高精度的距离测量，广泛应用于自适应巡航控制（ACC）、自动紧急制动系统（AEB）等高级驾驶辅助系统。
3. 激光雷达测距：激光雷达（Lidar）利用激光束测量物体与车辆之间的距离。
它通过发送激光脉冲并测量其返回时间来计算距离。
激光雷达可以提供高精度的三维距离测量和环境感知，被广泛应用于自动驾驶技术中。
4. 相机视觉测距：相机视觉系统利用摄像头和图像处理算法来测量物体与车辆之间的距离。
通过分析图像中的物体大小、形状和透视关系等信息，结合车辆的运动和相机的参数，可以推断出距离信息。
相机视觉测距常用于车道保持辅助系统（LKA）、前方碰撞预警系统（FCW）等应用。
这些测距方法通常会结合使用，以提供更全面和准确的环境感知和安全辅助功能。
汽车制造商会根据具体的应用需求和成本考虑选择合适的测距技术。
连续波雷达测速测距原理
连续波雷达测速测距原理连续波雷达（Continuous Wave Radar，CWR）是一种常用的雷达测速测距技术，它利用连续发射和接收电磁波，通过测量波的往返时间和频率差，来精确测定目标物体的速度和距离。
本文将详细介绍连续波雷达的测速测距原理。
一、连续波雷达的原理当返回的波到达雷达时，雷达接收到波和发射的波之间存在一定的相位差。
而这个相位差可以用来计算出物体的距离。
具体的计算公式如下：距离=相位差×光速/(2×发射频率)在这个公式中，相位差是接收到的波和发射的波之间的相位差，光速为常数，发射频率为雷达发射的频率。
但是，单纯的通过距离无法获得目标物体的速度。
所以，连续波雷达需要通过测量频率差来计算目标物体的速度。
当目标物体以一定速度向雷达靠近或远离时，返回的波的频率会有一定的变化。
假设目标物体向雷达靠近，则返回的波的频率会增加。
频率的变化可以用来计算目标物体的速度。
具体的计算公式如下：速度=频率变化量×光速/(2×发射频率)在这个公式中，频率变化量为接收到的波的频率和发射的波的频率之差。
二、连续波雷达的应用在航空领域，连续波雷达常用于测量无人机的速度和距离，以及预警系统中。
通过测量无人机的速度，可以帮助准确控制无人机的行驶速度，并确保安全。
而通过测量无人机的距离，可以及时避免与其他航空器发生碰撞的危险。
在航海领域，连续波雷达常用于船舶的导航和控制系统中。
通过测量船舶与障碍物之间的距离，可以及时警示船舶避免碰撞。
同时，通过测量船舶的速度，可以帮助船舶准确抵达目的地，并且保持适当的速度，提高航行的效率。
在交通运输领域，连续波雷达常用于测速仪器和交通探测器中。
通过测量车辆的速度，可以帮助交通管理部门监测交通流量、控制交通信号，并保证车辆在道路上行驶的安全。
总结起来，连续波雷达利用波的往返时间和频率变化，实现对目标物体的精确测速测距。
在航空、航海、交通运输等领域发挥着重要作用，帮助我们提高交通的安全性和效率。
汽车雷达测距原理
汽车雷达测距原理
汽车雷达测距原理是利用电磁波的反射原理测量目标物体与雷达之间的距离。
雷达发射机发射出一束电磁波，通常采用微波或者激光作为信号源。
当这束电磁波遇到目标物体时，部分能量被目标物体吸收，一部分能量则被反射回到雷达接收机。
接收机接收到反射回来的波后，通过测量接收到的信号强度以及信号的传播时间来计算出距离。
在进行测距之前，首先需要知道雷达发射的电磁波的速度。
一般情况下，我们可以假设电磁波在空气或者真空中的速度为光速。
然后，雷达发射机发射出一个短时钟脉冲，经过天线辐射出去，形成一束波。
这束波在遇到目标物体后，会部分被吸收，部分被反射回来，形成回波。
雷达接收机接收到回波之后，开始记录回波信号的时间。
由于电磁波的传播速度已知，所以可以将回波信号的传播时间转化为距离。
然而，在实际应用中，由于回波信号的强度可能会受到多种因素的影响，如天线增益、回波信号的散射情况等，因此需要对接收到的信号进行处理。
通常情况下，雷达系统会内置一些算法，用来校正信号强度并消除干扰，从而得到更准确的距离测量结果。
总的来说，汽车雷达测距原理是利用电磁波的发射和反射来测量目标物体与雷达之间的距离。
通过测量回波信号的传播时间，并结合已知的电磁波速度，可以计算出目标物体的距离。
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2自身成本高， 生产雷达的主要材料GaAs和SiGe价格一直居高不下，
成为车用雷达推广应用的瓶颈由于自身成本的制约，仅装在少数高档轿车 上，随着汽车向安全 环保和节能的方向发展，车用雷达作为先进汽车安全 控制系统的关键组成部件之一，必须拥有广阔的市场前景。
激光雷达的组成如下图所示:
图3.2 激光雷达方框括发光部、受光部、计 算车间距离的激光雷达、信号处理电路、显示装臵、 车速传感器等构成。
图3.4 报警装臵的车载状态
激光镜头使用脉冲状的红外激光束向前方照射，并利用汽车 后部反光镜的反射光，通过受光装臵检测其距离，如图3.5 所示。使用汽车反光镜，检测距离约l00m，最大检测宽度 35m以上。为了能区分出道路两侧的树木桥墩和车辆前方真 正的障碍物，可采用三光束工作方式，通过控制电路的控制， 三个激光束中的左右激光束，取其35m以上，宽度控制在 3.5m，中央激光束的检测距离取其200米以上，这样就能够 更早地检测插入车流的车辆，并发出警报，同时它还能抑制 弯道上的标识物而发出报警，使之达到最优状态，如图3.6 所示。
图3.7扫描式激光雷达
5.3 超声波电子倒车雷达
图4.1 倒车雷达位臵示意图
超声波测距特点：
优点：1对雨，雪，雾穿透能力强，衰减小，
2测距原理简单，制作方便，成本低，
缺点：
1 超声波的传播速度相对电磁波来说慢的多，当汽车在高 速公 路上以每小时上百公里速度行驶时，超声波测距无法跟上车距实时变 化，误差大。 2. 方向性差，发散角大。由于发散使能量大大降低，另一方面 使分辨力下降，导致将邻车道的车辆或路边的物体作为测量目标
现记f0作为发射信号中心频率，B为频带宽度，T为扫频周期，调制信 号为三角波，c为光速，R和V分别为目标的相对距离和相对速度。在发 射信号的上升段和下降段，中频输出信号可以表示为:
若忽视汽车与目标间的相对速度,则两车的距离可以表示为: R=(1/2)c*△T 其中R为相对距离, c为光速, △T为从发射到接受的时间间隔.
超声波电子倒车雷达的组成:
探头(感应器):发出和接收超声波信号,具有声电 和电声转换功能. CPU:对于检测到的信号作出反应并发出相应的指令. 放大设备:用于放大超声波信号. 显示设备和语音报警设备.
图4.3
倒车雷达硬件电路框图
4.4 几款倒车雷达
6.存在的问题及发展趋势
1误报率很高：由于路况十分复杂，而劣天气的影响，使得雷达对目标
雷达向空间发射一定重复周期高脉冲,当遇到目标,目标反射回来的反 射波将滞后与发射高频脉冲一个时间差Tr和一个频移(多谱勒频移)Fa, 根据雷达可以测出这个数据,就可以依据以下公式断定目标位臵: R=1/2C*Tr; R-目标到雷达的距离; Fa=2Vr/λ C-光速; Tr-电波往返目标与雷达 的时间间隔; Fa-多谱勒频移;
λ -雷达波波长; Vr-雷达与目标的相对速度
图3.1 毫米波雷达测距原理图
5.2 激光测距雷达
原理同毫米波雷达测距，用窄激光束对某一地 区进行扫描。 特点：快，准，远，抗干扰，无盲区，测距精度可达厘米甚至毫
米级，比微波雷达高近100倍，测角精度理论上比微波雷达高一义倍 以上。 遇到下雨或大雾等恶劣天气，穿透能力差，导致无法使用
5.报警系统：安装在驾驶室前部，精确显示前方障碍物的距离值， 面板上的数字键，可根据实际情况设定保京距离值，还有特殊输 出接口，当系统报警时，该接口会输出TTL电平，可用于自动刹车 开发
3.雷达测距的基本原理
工作原理：在车辆行驶中，雷达窄波束向前发射电磁波信号，当发射信号遇 到目标时，被反射回来被同一天线接收，经混频放大处理，可用其差拍信号 间来表示雷达与目标的距离，再根据差频信号相差与相对速度关系，计算出 目标对雷达的相对速度，微处理器将上述两个物理量代入危险时间函数数字 模型后，既可算出危险时间，当危险程度达到各种不同等级时，分别输出报 警信号或通过车辆控制电路去控制车速或刹车。当距离过近时，有些车型警 告喇叭会响起，以警告驾驶者注意前方障碍物已经接近车体，同时DTR电脑 会通过车身电脑网络CAN-BAS与发动机ECU、变速器ECU及ESP(车辆稳定 行驶系统) 、ABS刹车系统ECU，通过限制发动机输出转速，调节刹车作用 力及变速箱挡位，控制定速巡航的车速。若前方无障碍物（100米为限）则警 告灯会熄灭，车子便会加速至预设的巡航速度
结论：由于上述问题，超声波雷达应用在汽车倒车方面。在倒车
过程中，可实现对汽车尾部左后，右后数米以内障碍物和突然闯入危 险区域内的行人的自动探测并告警。
超声波测距原理: S=CT/2
T为自发射出超声波到接收到反射回波的这段时间差,C是超 声波的声速,在标准状态下Ｃ=340ｍ/ｓ。
图4.2 超声波测距原理
汽车防撞系统流程图
测距公式:
R=(1/2)c*△T 其中R为两车的相对距离, c为光速, △T为从发射激光束到 接受激光的时间间隔.
图3.3 脉冲雷达测距原理图
信号的瞬时频率随时间线性变换，当前方有单目 标回波时，发射信号和反射信号将进行混频，混 频后得到的信号中含有目标的相对距离和相对速 度的信息。
图3.5 激光通过路线图 范围
3.6检测范围和报警发生
扫描式激光雷达
最早的前方用激光雷达都是发出多股激光光束，并依 靠前行车反光镜的反射时间来测定其距离。但是由于 要对前方车辆进行辨别，因而开始采用扫描式激光雷 达，如图3.7所示。 这样，不但至前方车的距离可测，而且其横向方向的 位臵也可以检测出来。此技术的进一步发展，可使扫 描角度成360°。这时，如果在车辆四角设臵类似的扫 描式激光雷达，那么车辆四周的障碍物都可以测出。
3
雷达必须满足电磁兼容要求，目前，世界上还没有统一的车用雷达
使用频段，需要对车载雷达规定统一的专用频段。
图2.1
原理图
装有避撞雷达的汽车上了高速公路以后，驾驶员启动车上的避撞雷达。 雷达选定好跟随的汽车以后，被跟随的汽车就成了后面汽车的“目标 车”，无论加速，减速，停车，启动，后面的汽车都会在瞬间之内知 晓，如果前面的汽车行驶一段时间之后，不再适合于自己的“目标 车”，驾驶员可以重新选择另一辆“目标车”。
雷达测距控制技术
1 2 3 4 5 6
概述 雷达测距的组成元件 雷达测距的工作原理 雷达测距的性能指标 几种常见的测距雷达 雷达测距的发展趋势
1 概 述
安全性是汽车最基本也是最重要的性能，对乘员的安全保护是汽车发展所追 求的永恒主题。随着电子技术的发展，许多智能化技术被广泛应用到汽车安全 装臵上。 汽车安全装臵分为主动安全装臵和被动安全装臵。 主动安全装臵是指为避免交通事故的发生而主动采取的有效配备， 如车轮的防抱死制动系统ABS、 电脑控制行驶平稳系统ESP、 加速防滑控制系统ASR、 电脑控制循迹控制系统ETS; 被动安全装臵则是指事故发生时保护乘员安全的装备系统， 如安全带自动拉紧装臵、防撞安全气囊、车门内臵防撞横梁、车身防撞 能量局部吸收等安全装臵。 雷达测距防撞控制系统(Distronic，简称DTR)属于汽车主动安全装臵， 是当前国际汽车安全领域研究的热点之一。
汽车防碰撞技术首先需要解决的问题是汽车之间的安 全距离。汽车与汽车之间的距离小于安全距离，就应该 能够自动报警，并采取制动措施。 目前，测定汽车之间安全距离的方法有三种:超声波测 距、毫米波雷达测距和激光测距， 防撞雷达系统装配在车辆的前方、侧方或者后方，完 成前视防撞(防追尾碰撞)、侧视防撞(防更换车道时两车 相撞)和后视防撞(防倒车时与车后阻碍物相撞)等侧重点 各异的功能。 主要功能：防撞预警，辅助停车，盲点探测等， 为完成上述功能所应达到的技术要求是系统应具有测距、 测速、测角的功能。
下图为奔驰车距监控防撞系统，可以在车辆停车和倒 车时检测车辆前、后、侧面的障碍物距离，在靠近障 碍物时会发出声音警报。
图1.1 系统示意图
2 雷达测距控制系统的组成
DTR雷达控制模块 DTR雷达传感器（激光雷达、 毫米波雷达传感器） DTR电脑 可变巡航控制(CC)开关 DTR开关座(具有距离测量电位差计和警报信号消除开关) 信息联络(CAN)(用于仪板上的显示装臵及警报信号 发布装臵和各种控制机构的信息联络) 天线、发射/接受组件 中频信号处理装臵 电源及报警显示
问题二一般所说的雷达为一次雷达，通过目标的二次散射功率来发现 目标。二次散
射功率取决于目标接收到的功率和目标的雷达截面积。由于雷达截面积与目标的材质(导 电性能)、几何形状、尺寸、雷达波束的照射方向以及载波频率等诸多因素有关，不确定 性太大，要求雷达接收机有很大的动态范围。而且，二次散射功率向全空间辐射，返回 雷达接收天线的功率只占很小一部分，回波功率太弱会降低雷达作用距离。
4.雷达测距的性能指标
1最大探测距离 2测距精度 3最小探测距离 4方位精度 5其他特殊情况
最大的探测距离
激光射束形状和扫描区域
探测领域随发射接收光面的沾污而劣化
弯道的探测情况
垂 直 方 向 探 测 区 域
5. 几种常见的雷达测距
5.1 毫米波雷达测距 5.2 5.3 激光雷达测距 超声波倒车雷达
改进策略：采用双机应答式测距
甲机所完成的功能与一次雷达相同，向目标车辆发射信号、接收信号，然后计算车 距。乙机位于目标车辆的尾部，其接收甲机发射来的频率为F1的信号，经放大，变 换到频率F2后再回发给甲机，对信号进行透明转发。(甲机发射频率即为乙机接收 频率，甲机接收频率即为乙机发射频率，