跟着人们对轿车驾驭进程傍边安全性、舒适性要求的不断提高，轿车雷达被广泛的运用在轿车的自适应巡航体系，防磕碰体系以及驾驭援助体系中。其间，毫米波雷达因勘探精度高、硬件体积小和不受恶劣气候影响等长处而被广泛选用。
可是传统的单一雷达传感器仍是存在着比如勘探规模小、可靠性低一级缺陷。特别是在杂乱的行进情况下，并线、移线、转弯、上下坡以及路途两旁的静态护栏、标志牌、行人都会使得雷达对主方针的辨认好不简略，误报率很高。
要想彻底处理好雷达的误报问题，还需求采纳多传感器之间的信息交融技能。经过将各种雷达传感器集成在一起构成的一个网络体系归纳了各种传感器的优势，完结了信息剖析、归纳和平衡，运用数据间的冗余性和互补特性进行容错处理，克服了单一传感器可靠性低、有用勘探规模小等缺陷，有用地下降了雷达的误报率。由此构成的新的、高精度的传感器网络，可以极大地改进轿车雷达网络体系的功用。
雷达网络的构成原理
图1所示的雷达网络由四个等间隔散布在安全杠上的近间隔毫米波雷达传感器
（Neardistancesensor，NDS）构成，每个雷达传感器均选用FMCW体系。该传感器网络可在35米的规模内完结水平方位角为120°的掩盖面。这种近间隔、大掩盖面的雷达传感器网络可以在车速不高，路面情况比较杂乱的情况下（例如市内交通），监控轿车前向较大规模内的方针。
假如需求远间隔勘探，可以在安全杠中心添加一个远间隔雷达传感器。跟着77GHz轿车雷达传感器技能的老练，近/远间隔雷达传感器都倾向于选用77GHzMMIC（毫米波集成电路）技能完结，选用这种技能简略做出一体化的规划方案，使收发模块的本钱大为下降。
在图2所示传感器网络体系框图中，根据77GHzMMIC技能的雷达传感器是构成轿车雷达网络的前端要害硬件，后端的信息处理需求用数字信号处理器等高速运算单元来完结。传感器、数字信号处理单元以及数据交融决议计划体系之间选用以太网、高速串行衔接的办法传送数据，以满意高数据率的传输要求。
数据交融体系选用散布式体系结构，即每个近间隔传感器对获得的回波信号先进行部分处理，然后送入交融中心进行交融以获得方针的方位、速度信息。操控器是整个雷达网络体系的终究决议计划机构，它担任辨认方针的间隔和速度信息是否对行车安全构成威胁，并经过声光的方式提示驾驭员或许直接作用于车载操控体系加以调整。
图2雷达网络体系结构图
轿车雷达网络要害技能处理方案
与单个雷达传感器比较，多传感器组网的优势在于丈量精度高，误报率低以及多方针辨认的优胜功用。丈量精度高、误报率低源于数据交融技能，这就要求每个传感器在时刻、频率上准确同步；多方针辨认取决于体系本身对方针的辨认分类才能。因而，在整个雷达网络包含每个雷达传感器的规划上都要围绕着这两点来进行。
1 近间隔传感器规划
近间隔雷达传感器首要担负着轿车前向35米内的方针勘探，是轿车雷达网络在杂乱路况下发挥效能要害部分。近间隔雷达传感器首要包含射频单元、接纳机和各个传感器的之间的准确时刻同步操控。在天线的规划上，既要契合所示的波束宽度的要求，一起又不能增大传感器的体积。因而可以选用印刷体线性阵列天线。
接纳机首要由一些低频元件、抗混叠滤波器和模数转化设备构成。这些低频元件所发生的噪声可以吞没弱小的回波信号，是影响勘探间隔的首要因素之一，因而要尽或许的下降噪声参数。此外，模数转化的采样频率应该根据近间隔传感器的功用参数来确认。近间隔传感器的原理图如图3所示。
图3近间隔传感器结构图
2 同步操控
雷达组网后，同样是经过丈量发射信号和回波信号之间的频率差来确认方针的方位。但不同于单个雷达勘探，轿车雷达网络丈量方针的间隔和速度是经过对每个传感器测得的方针信息进行数据交融而得到的。为了丈量方针间隔以及发生共同的波形，发射机和接纳机要有一致的时刻规范，这便是时刻上的同步。
为了能接纳和扩大回波信号，雷达传感器的发射机和接纳机有必要作业在相同的频率，当发射机频率捷变时，接纳机本振要作相应的改变，即要完结频率上的同步。轿车雷达网络对传感器之间的时刻同步操控差错要求在10ns内。所以高精度时刻频率同步体系是轿车雷达传感器组网的要害技能。
图4同步体系框图
图4给出了根据DDS同步时钟源的装备，各个收发单元上的DDS同步时钟源的参阅频率源应选用高安稳度的原子钟（如铷、铯原子钟）。各收发单元的原子钟要定时的用同一时刻基准来校准。用作校准的时刻基准的精度要更高一些，它们可以是GPS（导航星全球定位体系），罗兰C或彩色电视发射台发射的时刻基准信号。
3 轿车雷达网络的方针分类算法
方针分类体系的首要使命是针对方针回波信号特征核算给定向量的分类联系，分类器界说了一组不同的方针类别。分类器的作业可以分为研讨阶段和分类阶段，在研讨阶段分类器对若干特征和经过独立符号的特征向量进行主动剖析；在分类阶段，要对每个被检测到的方针生成特征向量。
与此一起，辨认算法选用最大似然办法进行判定，以判别特征向量归于哪个类，如图5所示。在轿车运用中，因为分类使命很杂乱，一般一个给定的向量需求考虑几个特征，因而要选用多个分类器，其长处是在研讨阶段可以在一次迭代进程中评价某个特征对决议计划进程的影响，并主动除掉对决议计划进程影响较小的项目。
根据轿车雷达传感器的方针分类体系的体系结构和信号处理进程，它可以辨认六种不同的雷达方针的类别，包含：步行者、骑自行车的人、车辆、人群、树木和交通标志等。
4 运动方针方位预算算法
图5轿车雷达对方针的分类处理进程
FMCW雷达的根本原理是运用发射和回波信号之间的频率差来确认方针的间隔和速度［5］。传统体系的FMCW选用等周期调频，在丈量单个方针的情况下，简略可行，体现了杰出的实时性和测距测速功用。可是当前方呈现多个方针的时分，雷达就会呈现判别上的困难。为了辨认多个方针的间隔和速度，可以选用变周期的FMCW波形作为发射信号。文献［6］给出了选用变周期的发射信号丈量方针的间隔和速度的算法。
图6轿车雷达网络对单方针完结丈量
关于本文所评论的雷达网络体系而言，四个近间隔雷达传感器便是发射机又是接纳机。如图6所示，经过电扫开关的操控，其间的一个NDS担任发射机，反射信号被四个NDS一起接纳。经过信号处理之后，因各个NDS之间方位的不同，可以得到四组关于被测方针的间隔和相对速度值（r1，1v1，1）、（r1，2v1，2）、（r1，3v1，3）、（r1，4v1，4）。这种选用单基地发射多基地接纳的雷达网络体系，虽然对传感器之间的时刻同步操控要求很高，可是可以防止附近传感器之间的彼此搅扰。
轿车雷达网络丈量方针的间隔和速度是经过对每个传感器测得的方针信息进行数据交融而得到的。在一个丈量周期中，每个NDS轮番担任一次发射机。因而有16种间隔和相对速度的组合，用向量表明为：
在笛卡尔坐标系顶用方针的情况向量来表述方针的方位矢量和相对速度矢量：
每个传感器在笛卡尔坐标系中的方位用向量表明为：
关于每个传感器而言，假如已知该传感器和方针在坐标系中的方位，那么间隔可以由下面的非线性方程来核算：
同理，得到关于方针的相对速度的方程：
（5）归纳方程（1）、（2）、（4）、（5），可以得到方针的情况向量与四个传感器测得的方针的间隔速度的多个非线性方程，用向量函数表明成：
其导数矩阵，也便是雅可比矩阵为：
（7）对方程（7）选用高斯-牛顿迭代算法可以准确核算出方针情况向量的参数值，继而可以得到方针的方位和相对速度值。因为上述运算可以给出运动方针方位的笛卡尔坐标，因而很便利确认方位预算的精度和分辨率［7］。
毫米波轿车雷达网络的开展现状
现在，虽然世界大将毫米波轿车雷达网络的77GHz频段的研讨很充沛，可是，详细选用什么频段，每个国家还有差异，现在关于轿车用近间隔雷达传感器的争辩焦点之一是选用24GHz频段仍是77GHz频段。争辩的原因是77GHz雷达器材的本钱和技能老练度问题。因而，77GHz雷达传感器的本钱和技能老练度是轿车雷达网络是否可以在商场上获得遍及运用的要害。
在77GHz雷达传感器的研制方面，要害技能是怎么选用GaAs（镓砷）器材的工艺技能来规划和制作低本钱的轿车近/远间隔雷达传感器，从而下降整个轿车雷达网络的本钱。国外GaAs器材制作业开展的速度很快，现已呈现了一些极具性价比的轿车雷达传感器，一些报导乃至预言在2007年底2008年，轿车雷达网络的商场将发动，并有望成为遍及型轿车的根本装备。
轿车雷达网络相关于其它体系，技能门槛要低得多。现在，我国轿车雷达的开发还首要会集在轿车倒车雷达、轿车雷达测速器的层面上，所运用的技能和频段不同很大，还没有从器材、频率分配、轿车雷达网络结构、近间隔和远间隔雷达传感器、运动方针方位预算算法、运动方针的分类、轿车专用信号处理器等多层次、体系和产业链的视点来研讨和开发轿车雷达网络技能，这与世界上日益遍及的轿车雷达研讨与运用比较，还存在很大的反差。这种情况与我国作为全球的轿车消费大国的位置是不相适应的。
