一种基于车载以太网的车载雷达及系统技术方案

本实用新型专利技术提供基于车载以太网的车载雷达及系统，车载雷达包括：发射器和接收器、射频收发芯片、车载以太网模块，射频收发芯片分别与发射天线、接收天线、车载以太网模块进行电连接。射频收发芯片包括信号源、混频器、放大滤波电路、A/D模数转化模块。本实用新型专利技术提供雷达系统只需要提供射频收发和A/D转换功能，然后通过车载以太网把数据直接传给中控，减少了多个MCU处理模块，降低功耗和成本。另外，由于减少了雷达系统的复杂性，将所有后端数据处理放到车载主机端进行处理，前端只保留一个AD转换芯片可以有效提高雷达系统本身的可靠性。

A vehicle radar and system based on vehicle Ethernet

【技术实现步骤摘要】
一种基于车载以太网的车载雷达及系统
本技术涉及一种车载设备，尤其涉及应用于汽车的车载雷达及系统。
技术介绍
随着汽车的普及，越来越多的汽车进入千家万户，但由此也带来关于汽车的安全问题。国家统计局发布的信息显示，2016年我国交通事故发生了165246起，给人民带来了很大的人身和财产伤害。而据国家权威电视台报道，世界各国或多或少的都受到了交通安全问题的威胁，所以解决交通问题已经成了全世界的共识。统计数据显示，造成重大交通事故的主要原因是驾驶员超速和疲劳驾驶等行为，且事故以追尾事故居多。以前我们为了减少交通事故给人带来的危害，主要是从提高车辆安全性和道路安全性方面努力的，但是从辅助驾驶员驾驶，甚至替代驾驶员驾驶方面的努力我们考虑的却比较少。根据相关研究，如果事故发生的前0.5秒钟，驾驶员可以有所准备，那么超过一半以上的事故就不会发生；如果可以提前1秒钟得知，那么仅有10％的事故会发生；装有防撞预警系统车辆的事故发生率仅仅是普通车辆事故率的27％。所以，给机动车加装一些主动安全防范措施以辅助驾驶员进行道路侦测和判断是十分有必要的。以ACC(AdaptiveCruiseControl)主动巡航系统为例，它主要由雷达传感器、轮速传感器和制动控制器等部件组成，通过雷达传感器可以很方便的判断出该车与周围车辆或者障碍物的距离，再利用系统中的多个独立的运算电路，通过本车车速和与障碍物的距离可以快速的计算出障碍物相对于该车的角度进而获得障碍物的位置信息，一旦超过了安全行驶的范围，该系统可以通过轮速传感器和制动控制器进行速度控制，进而避免事故的发生。但是，现在的防撞雷达系统由于价格比较昂贵，还仅仅只装配在高端汽车上。在民用车载防撞雷达领域，主要使用24GHz或77GHz频率的毫米波雷达作为目标探测传感器。频率调制方式一般为调频连续波形FMCW或者频移键控波形MFSK。单个雷达一般为一个独立系统，包含射频前端收发天线和处理器后端算法数据处理等。为满足对车身周围360°方向的全面监测，整车一般需要1个前向远距离雷达+4个或更多的中距离雷达。目前商用雷达都是一车配多个雷达系统，每个雷达系统都是独立采集各自区域的信息，然后将分析完成的信息传输给汽车车载主机平台，然后由车载主机平台对所有信息汇总分析，判断目标障碍物位置和采取相应的告警提示或驾驶动作，主要存在以下缺点：1)功耗较大，车身多个雷达都需要消耗蓄电池提供的电能；2)成本较高，车身多个雷达每个都是单独的系统，有较大的处理器资源浪费的空间；3)可靠性较差，雷达系统包含MCU处理模块，然后经过处理的数据再传输给车载主机，系统的复杂带来了更多的可靠性问题；4)不利于车载主机对原始数据的掌控和责任的划分。车载主机得到的数据都是各雷达模块经过各种算法处理过的，难以掌握传感器探测的第一手信息，进而给数据错误导致的责任划分增加了困难。
技术实现思路
基于现有技术中存在的缺陷，本技术要解决的技术问题在于提供一种低成本、安全，车载以太网的车载雷达及其系统。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为提供一种基于车载以太网的雷达，雷达包括：发射器和接收器、射频收发芯片、车载以太网模块，射频收发芯片分别与发射天线、接收天线、车载以太网模块进行电连接；所述发射器至少包括发射天线，所述接收器至少包括接收天线，接收天线的数量至少大于两根；车载以太网模块至少包括介质访问控制层和100base-Tx的物理层，其中，MAC层将射频收发芯片中传来的信号进行封装后传递到100base-Tx的物理层；所述100base-Tx的物理层采用IEEE802.3bp、IEEE802.3bw标准协议；100base-T的物理层将收到的数据按照符合车载以太网协议的格式对数据进行转化后通过100base-Tx的接口经车载以太网总线进行传输。一种基于车载以太网的雷达，进一步，所述射频收发芯片包括信号源、混频器、放大滤波电路、A/D模数转化模块，其中，信号源：用于产生发射信号的装置，采用了压控振荡器，其中，信号源产生的信号一部分通过天线进行发射，另一部直接进入混频器中；混频器：将接收天线接收到来自障碍物的发射信号与来自信号源的信号进行混频，输出频率较低的中频信号；放大滤波电路：将接收到来自混频器中的中频信号通过放大电路进行放大，然后在通过滤波电路滤除干扰信号后将信号进行传输；A/D模数转化模块：将接收到来自放大滤波电路的模拟信号转为数字信号后进行传输。一种基于车载以太网的雷达，进一步，中频信号至少包括障碍物和雷达天线之间的相对距离和相对速度信息。一种基于车载以太网的雷达，进一步，所述至少包括短距离毫米波雷达、远距离毫米波雷达、激光雷达中一种；所述短距离毫米波雷达包括24GHz毫米波雷达；所述长距离毫米波雷达包括60GHz和77GHz毫米波雷达；所述激光雷达至少包括机械激光雷达或固态激光雷达中的一种。一种基于车载以太网的雷达，进一步，所述短距离毫米波雷达、远距离毫米波雷达、激光雷达安装在车辆的预设位置，其中，车头的左右两侧设置至少1个短距离雷达，车头的中间位置设置至少1个远距离雷达或激光雷达；车身中部的左右两侧分别设置至少1个短距离雷达；在车身尾部的中间位置，设置至少1个短距离雷达、远距离雷达、激光雷达中至少一种；在车辆尾部的左右两侧位置都分别设有至少1个短距离雷达。一种基于车载以太网的雷达，进一步，所述多个接收器中的每个包括接收天线，所述接收天线被设置为接收反射的雷达信号，并且其中所述接收器中包括与接收天线相对应的匹配滤波器，所述匹配滤波器被设置为识别来自所述反射的雷达信号的预期接收信号。本技术还提供了一种基于车载以太网的雷达系统，包括上述的基于车载以太网的雷达、车载主机，其中，雷达通过车载以太网总线与车载主机电连接。一种基于车载以太网的雷达系统，进一步地，所述车载主机包括至少包括车载以太模块、处理器、CAN芯片，其处理器分别与车载以太网接口模块、CAN芯片电连接；车载以太模块至少包括100base-Tx的物理层和介质访问控制层，100base-Tx物理层与车载以太网总线相连接，用于接收来自雷达通过车载以太网总线的信号；所述100base-Tx的物理层采用IEEE802.3bp、IEEE802.3bw标准协议；100base-Tx将接收的信号进行解析后传输到介质访问控制层，在介质访问控制层进行信号解析后将信号传输到处理器中。一种基于车载以太网的雷达系统，进一步地，所述处理器包括FPGA可编程逻辑处理器和ARM处理器，FPGA可编程逻辑处理器与ARM处理器电连接，FPGA可编程逻辑处理器和ARM处理器分别设有晶振，其中，一个晶振用于FPGA可编程逻辑处理器，另一个晶振用于ARM处理器；高速并行运算的离散傅氏变换数字信号交由FPGA，目标数据解算与管理管理、逻辑、多应用数据协调沟通则交由ARM。一种基于车载以太网的雷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车载以太网的车载雷达，其特征在于，雷达包括：发射器和接收器、射频收发芯片、车载以太网模块，射频收发芯片分别与发射天线、接收天线、车载以太网模块进行电连接；/n所述发射器至少包括发射天线，所述接收器至少包括接收天线，接收天线的数量至少大于两根；/n车载以太网模块至少包括介质访问控制层和100base-Tx的物理层，其中，MAC层将射频收发芯片中传来的信号进行封装后传递到100base-Tx的物理层；/n所述100base-Tx的物理层采用IEEE 802.3bp、IEEE802.3bw标准协议；/n100base-T的物理层将收到的数据按照符合车载以太网协议的格式对数据进行转化后通过100base-Tx的接口经车载以太网总线进行传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于车载以太网的车载雷达，其特征在于，雷达包括：发射器和接收器、射频收发芯片、车载以太网模块，射频收发芯片分别与发射天线、接收天线、车载以太网模块进行电连接；
所述发射器至少包括发射天线，所述接收器至少包括接收天线，接收天线的数量至少大于两根；
车载以太网模块至少包括介质访问控制层和100base-Tx的物理层，其中，MAC层将射频收发芯片中传来的信号进行封装后传递到100base-Tx的物理层；
所述100base-Tx的物理层采用IEEE802.3bp、IEEE802.3bw标准协议；
100base-T的物理层将收到的数据按照符合车载以太网协议的格式对数据进行转化后通过100base-Tx的接口经车载以太网总线进行传输。


2.如权利要求1所述的一种基于车载以太网的车载雷达，其特征在于，所述射频收发芯片包括信号源、混频器、放大滤波电路、A/D模数转化模块，其中，
信号源：用于产生发射信号的装置，采用了压控振荡器，其中，信号源产生的信号一部分通过天线进行发射，另一部直接进入混频器中；
混频器：将接收天线接收到来自障碍物的发射信号与来自信号源的信号进行混频，输出频率较低的中频信号；
放大滤波电路：将接收到来自混频器中的中频信号通过放大电路进行放大，然后在通过滤波电路滤除干扰信号后将信号进行传输；
A/D模数转化模块：将接收到来自放大滤波电路的模拟信号转为数字信号后进行传输。


3.如权利要求2所述的一种基于车载以太网的车载雷达，其特征在于，中频信号至少包括障碍物和雷达天线之间的相对距离和相对速度信息。


4.如权利要求1所述的一种基于车载以太网的车载雷达，其特征在于，所述雷达至少包括短距离毫米波雷达、远距离毫米波雷达、激光雷达中一种；
所述短距离毫米波雷达包括24GHz毫米波雷达；
所述远距离毫米波雷达包括60GHz和77GHz毫米波雷达；
所述激光雷达至少包括机械激光雷达或固态激光雷达中的一种。


5.如权利要求4所述的一种基于车载以太网的车载雷达，其特征在于，所述短距离毫米波雷达、远距离毫米波雷达、激光雷达安装在车辆的预设位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖文平，肖绪奇，石川，张航，
申请(专利权)人：上海赫千电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31