汽车防撞雷达项目报告

'汽车防撞雷达项目报告一、项目背景和发展概况1、项目提出的背景汽车诞生给人类生活带来种种方便，同时车祸也给人类带来很多阴影。为了充分利用汽车为人类带来的方便，同时尽可能地避免车祸带来的惨剧，世界许多国家都在开发智能轿车和智能公路运输系统，以增加汽车运输的安全性能。汽车自动防撞系统就是智能轿车的一部分。据有关资料对公路交通事故的统计分析，发现在司机、汽车、道路三个环节中，司机是可靠性最差的一个环节，80％以上的事故是由于司机反映不及时或判断失误引起的；特别在汽车高速行驶情况下，前方目标的正确识别至关重要，而天气或司机的疲劳驾驶等都将影响司机对前方目标识别，而且随着汽车保有量的不断增加，如何提高道路的流量，如何解决天气对高速公路的影响等等，已逐渐引起人们的注意。为了减少甚至避免交通事故的发生，国内外已经开始对毫米波雷达防撞系统进行了研究，这是因为毫米波的特性保证了它能够适应恶劣的气候条件，如在能见度比较低的雨雾等正需要防撞系统提供帮助的天气条件下，激光和超声波等方式不能正常工作，毫米波雷达则不会受到影响，而且毫米波雷达的天线也不会因为灰尘等污染而产生误差，比较适合在高速公路中运用。另外目前为了解决天气恶劣情况下的安全问题，一般采用尽量降低车速甚至关闭高速公路方法，显而易见，该方式严重影响了国民经济的快速发展。为此，解决交通安全，提高运输能力，积极开发汽车防撞技术具有重要现实意义和广阔市场前景。汽车防碰撞系统对提高汽车行驶安全性十分重要，该系统的研究一直倍受重视。从1971年开始,相继出现过超声波、激光、红外、微波等多种方式的主动汽车防碰撞系统,但是以上系统均存在一些不足，未能在汽车上大量推广应用。随着各国高速公路网的快速发展,恶性交通事故不断增加，为减少事故,先后采用行驶安全带、安全气囊等保护措施，但这些技术均为被动防护,不能从根本上解决问题。毫米波是指波长介于1~10mm之间的电磁波，其RF带宽大,分辨率高，天线部件尺寸小，能适应恶劣环境，所以毫米波雷达系统具有重量轻、体积小和全天候等特点，“主动汽车毫米波防碰撞雷达系统” 成为近年来国际上研究与开发的热点，并已有产品开始投入市场，前景十分看好。防撞雷达（这里指毫米波防撞雷达），目前在中国还基本没有使用，除了个别进口品牌汽车上面有配备。车载防撞雷达是一个非常有用的在主动安全配置。有了它之后碰撞的发生概率将会降低一个数量级。2、项目发展概况雷达技术不算新，早在第二次世界大战中已经被广泛采用于探测敌方飞机、舰船和坦克等军事目标的距离。但在轿车上的应用，则以奔驰轿车为先。其实，除了雷达以外，超声波、红外线、激光和视频等技术均可以用于汽车防撞。不过从长距离探测能力、目标鉴别能力、排除虚惊能力、黑暗穿透能力、适应温度变化能力、全天候穿透能力、在灰尘/烟雾笼罩下的传感器性能等各方面相比之下，雷达技术具有明显的优越性；不仅如此，而且在硬件成本和信号处理成本方面，也明显低于其它各种技术，所以雷达测距防撞技术终于被汽车制造厂家选中。汽车防撞系统包括三个部分：　　●　信号采集系统：采用雷达、激光、声纳等技术自动测出本车速度、前车速度以及两车之间的距离；　　●　数据处理系统：计算机芯片对两车距离以及两车的瞬时相对速度进行处理后，判断两车的安全距离，如果两车车距小于安全距离，数据处理系统就会发出指令；●　执行机构：负责实施数据处理系统发来的指令，发出警报，提醒司机刹车，如司机没有执行指令，执行机构将采取措施，比如关闭车窗、调整座椅位置、锁死方向盘、自动刹车等；毫米波防撞雷达采用的频段，一般选择35GHz、77GHz,94GHz、140GHz、220GHz。最初还有24GHz左右的，日本还有的60GHz左右的，（这个在吸收带）那么为什么这样选择呢，这主要与大气对微波的吸收有关系，也就是说在这个频段上，微波发射能量损失小防撞雷达发展至今，逐步在形成一个统一的规范，欧美已确定车载防撞雷达的使用频段：SRR（shortrangeradar短距离雷达）采用24GHz，使用年限到2013年，之后采用79GHz频段，LRR（longrangeradar长距离雷达）采用77GHz频段。 目前国际上采用的车载防撞雷达主要有SRR（短距离雷达）和LRR（长距离雷达）。SRR雷达有效作用距离在30米左右，作为近距离防撞用途，特别适用于城市低速交通情况；LRR雷达有效距离200米左右，作为远距离防撞用途，在高速公路上、雨、雾天气下特别有用。目前一些高级轿车会配这两种雷达。在SRR应用中，最常见的功能是泊车辅助系统，目前大多数采用超声波技术，其有效距离2米左右，功能单一，无法进行功能扩展，基于这个原因，采用24GHz的雷达系统在测距和测角方面有优异的特性，与常规超声波技术相比它具有更高的精度，更长的距离和更快的响应速度，并且可用于汽车的不同应用中，实现多功能整合。目前采用的24GHz短距离雷达可实现以下功能：●ACCsupportwithStop&Gofunctionality----自适应巡航控制（带stop和go功能）●Collisionwarning----碰撞预警●Collisionmitigation----侧撞预警●Blindspotmonitoring----盲点检测●Parkingaid(forwardandreverse)----泊车辅助（前向和后向）●LaneChangeassistant-----变道辅助●Rearcrashcollisonwarning-----追尾预警短距离雷达不同的应用场合联合使用SRR和LRR 当联合使用LRR（长距离雷达）和SRR（短距离雷达）时形成目前国际上高端车上的才具有的ADAS（advanceddriverassistancesystems高级驾驶辅助系统），2005年奔驰S系列轿车在世界上首次配备了这种联合式雷达DISTRONIC，这种雷达采用了24GHZ短距离雷达和77GHz长距离雷达，其中24GHz短距离雷达有效作用距离30米，覆盖角度80°，77GHz长距离雷达有效作用距离达150米，覆盖角度10°即可覆盖3个车道。到目前奔驰采用的雷达已发展到第二代DISTRONICPLUS系列，具有更高精度和作用距离。目前世界各国也在试探把雷达提供的数据和刹车系列联合起来，以达到遇到危险情况实现自动减速和刹车的功能。对于LRR和SRR的研发，目前国际上的发展趋势是：系统高度集成化、体积小、成本低、多功能。3、投资的必要性　　国外的市场从2005年刚刚开始，到2010年后才能实现广泛应用，而国内市场是空白的，只有一些高级进口车才配有防撞雷达。考虑到防撞雷达必定形成一种汽车安全的标配以及国内巨大的汽车市场，开发或仿制国外防撞雷达产品势在必行。二、市场分析1、市场调查车载防撞雷达国外的研发现状：对于车载雷达技术的研发，国际上的研发时间表：2000年开始，对雷达前端部分进行MMIC集成，对信号处理部分进行ASCI集成；2005年研制出24GHZ的SRR雷达和77GHZ的LRR雷达样机，在某些高端车应用；2006年研制出79GHZ的SRR雷达样机；2008年采用低成本工艺进一步系统集成，完善功能；2013年采用79GHZ的SRR替代24GHZ的SRR，形成77GHZ的LRR和79GHZ的SRR标配于所有车辆，形成一个完善、标准化的行业。国外的研发机构及阶段性成果：国际上如德国、日本、美国等先进的汽车生产国，在十年前已经开始了主动防撞安全装置的研究与开发。其中最著名的是德国成立的“Kokon” 机构，该机构由2个半导体公司（Atmel和Infineon）、2个汽车雷达研发公司（bosch和ContiTemic）和一个汽车公司（DaimlerChrysler）组成。奔驰、宝马、沃尔沃、丰田等汽车制造商都在进行研发，美国的macom公司也具有相当的实力。2009年1月份bosch博世公司成功研制出第三代远距离雷达LRR3。2008年5月份bosch公司采用SiGe技术开发的毫米波雷达由77GHz频带的MMIC芯片组、4根贴片天线以及专用ASIC构成，比以往采用的GaAs工艺的MMIC技术降低成本。2008年infineon公司开发出77GHz雷达的前端芯片。2006年美国的macom公司开发出24GHzUWB雷达，已用于奔驰S系列车型。　　车载防撞雷达国内的研发现状：　　国内汽车自动防撞技术方面的研究，主要在一些大型汽车企业和科研院所开展，如：长春一汽、上海大众、东风汽车、交通部科学研究所、武汉汽车研究所、清华大学汽车系、北京理工大学机械系等，但只是探索性的研究，尚无可以使用的产品。2006年中科院上海微系统所毫米波汽车防撞雷达前端关键MMIC芯片研制成功，微系统所射频与微波集成系统课题组经过多年努力，在集成毫米波汽车防撞雷达研究方面取得重大进展，在国内首次研制成功集成毫米波雷达前端关键MMIC混频器和MMICVCO芯片，该芯片采用国际先进的GaAs0.25μm工艺加工完成，与国外相比，国外目前采用SiGe工艺成本比GaAs低的多，而且国外在朝CMOS工艺上发展，真正实现雷达前端和信号处理完全集成在一起。微系统所多年的努力很快就会被国外低成本技术淘汰。2、市场预测目前国外研发的汽车防撞雷达，造价高达2万元到5万元间，只能用在高级车种，但随着技术的改进价格在逐步下降，特别是采用SiGe技术后，价格有望降到1万以内。各国汽车拥有量行情 　　从上图可看出国内的汽车行业是一个巨大的市场，特别是近几年来，私家车数量增长很快，人们对汽车的安全行驶越来越重视，防撞雷达必定成为汽车的标配件。在国内外产品投放到市场的初期能抢到部分市场，利润空间应该较大。3、行业背景分析毫米波技术是不是不成熟呢？不是。那为什么不能大量使用呢？毫米波技术在军事方面有着广阔的应用，在通信、遥感、导弹制导和射电天文等。特别是导弹近距离的制导。还有因为频率非常高，频率越高其天馈系统体积就越小，所以77G肯定比35G的小多了，77G其实更好安装，但是频率越高，加工精度就要求越高，当然成本就越高，我们目前这是瓶颈，加工工艺不行，还有我们的设计跟不上，和一般电路不同，在陶瓷片上布板，高频电路元气件的布置，走线对频率的影响非常大，有专门的软件，微带的设计我们技术跟不上，还有高频微波芯片现在只能通过小道从老外购买，这些都使得我们现在很难。冷战结束以后，毫米波技术移植到民用方面，其中获得成功的突出例子就是汽车防撞雷达系统。目前美国，日本，德国，法国，以色列等国家都有了毫米波防撞雷达，美国有一大学还搞起了94/95G的防撞雷达。　　目前我们国产的轿车基本对这还没有想法，但是透露下，chery将在开发的F系车型上考虑装配防撞雷达，chery是能大胆尝试，也是人才培育基地。希望他们越做越好。他们在想自适应巡航系统，这与定速巡航有本质的差别，自适应巡航系统是无人驾驶的技术前提之一，欧美国已有无人驾驶轿车，在这上面就使用了防撞雷达。目前我国自己研发的防撞雷达，在浙江，天津都有研发了，但是还没有到使用的地步，没有实际装配过。国内防撞雷达一直成不了产品的原因是多方面的：●工艺问题：要产品小型化必须走系统集成之路，雷达前端系统的MMIC就目前国内情况来看在3~5年内无法实现，上面提到的微系统所只是实现雷达前端系统内部单个部件的MMIC，而且它们采用GaAs工艺，比国外的SiGe工艺贵的多，而且国内工艺线就两条。●设计水平：国内搞毫米波的人才99%都在军工企业研究所，民营企业中搞毫米波的少之又少，而其很多民营企业是在为军工服务的。国内专门搞防撞雷达公司少，而且大部分技术来源是高校。高校搞技术研发可以，但是离工程产品还有一定距离，中间需要企业来实现这个过渡转换。● 成本问题：国内也有一些单功能的雷达样机，但是不是体积大无法装车，就是成本太高，无法量产。●投资问题：搞毫米波是一个烧钱的东西，测试仪器是一个门槛，仪器贵，动辄就上几十万和百万，例如到40GHz的矢量网络分析仪，国内只有少数军工研究所和几个高校才有，综合上述，在国内要短期内开发出毫米波防撞雷达产品，只有采用国外的芯片来进行系统整合或完全仿制，或采用频率更低的技术来实现（尺寸大点、功能少点）。三、技术方案优先开发24GHz的SRR雷达，对于77GHz的LRR雷达直接采用国外芯片，或换用35GHz频段，以降低成本。仿制美国macom公司的24GHzUWBSRR雷达。具体细节省略……四、可行性研究结论与建议综合上述，对于防撞雷达的研制，优先开发低成本的24GHzUWBSRR雷达，同时仿制美国macom公司的24GHzUWBSRR雷达。对于LRR雷达直接购买国外芯片或换成35GHz频段来研制样机。原则上先实现有无问题，逐步上市，再逐步完善功能。对于24GHzUWBSRR雷达产品成本力争控制在3000~5000以内，目前无法给出确定的价位，因为有些器件报价不明确。研制团队雷达前端人员已齐，后端信号处理人员还未定。关于研制周期争取今年10月左右，具体要看项目进度。该行业具有一定的风险，可能是技术上的，也可能是成本问题。五、预计收入报表未来3年销售量预估：2012年底实现总销售量：3000套2013年实现年销售量：5万套/年2014年实现年销售量：10万套/年以上年份产量（套）销售额备注201230007500万元产品单价按2.5万元计2013500007.5亿元产品单价按1.5万元计201410000010亿元产品单价按1万元以内计注：就国际车市看，装入防撞雷达的成车价格保守的估计将高出4~5万（1.6L涡轮增压器的车比普通车贵将近3~4万）'