本文提出一套基于毫米波雷達的汽車盲區監測系統設計方案。詳細論述了盲區監測系統的基本原理、 測試方法， 并將該系統裝配在實車上進行驗證測試， 實車測試結果表明， 設計的盲區監測系統可以對左右相鄰車道 10 m 以內的目標車進行實時監測， 當目標車持續靠近裝有盲區監測系統的車輛時， 盲區監測系統及時給駕駛員提供預警信息， 避免發生汽車碰撞， 極大提升了汽車的智能駕駛輔助水平。

本文提出一種 AEBS 毫米波雷達性能的測試方法, 并進行測試應用。該方法測試設備簡單, 能夠降低測試成本,同時能夠測試不同廠家、不同型號的毫米波雷達,對新產品的研發具有重要意義。

01、汽車盲區監測系統設計原理

一般情況下， 通過觀察外后視鏡， 不能看到車輛周圍的全部信息， 在車輛行駛過程中，如果駕駛員在變道之前看不到盲區的車輛， 此時變道可能發生碰撞事故， 盲區監測系統是為了降低這類風險。汽車外后視鏡盲區如圖 1 所示。

盲區監測系統是當代汽車的一種高科技駕駛輔助配置， 主要功能是通過雷達、 攝像頭等智能傳感器， 對外后視鏡盲區中的行駛車輛進行實時監控， 當后方行駛車輛靠近本車時， 對駕駛者進行提醒， 汽車盲區監測系統示意圖如圖 2 所示。

同其他傳感器相比， 毫米波雷達傳感器具有體積小、質量輕和精度高的特點， 并且不受目 標物體形狀、 顏色的干擾， 其波長介于厘米波和光波之間，穿透霧、 煙、 灰塵的能力強， 傳輸距離遠， 具有全天候、 全天時的特點， 彌補了紅外、 激光、 超聲波、 攝像頭等其他傳感器在車載應用中所不具備的使用場景， 在汽車盲區監測系統中得到了廣泛應用。

毫米波雷達向外發射電磁波， 電磁波遇到障礙物被反射回來， 反射回來的回波被雷達接收， 經過信號處理和運算， 得到障礙物的距離和速度等物理信息。按照毫米波雷達的工作頻率可以將其分為 24 GHz 毫米波雷達和 77 GHz 毫米波雷達 。

綜合考慮各種智能傳感器的優缺點， 從可靠性、 準確性、 開發成本以及開發周期等多方面綜合考慮， 最終選取 77 GHz 毫米波雷達作為盲區監測系統的感知傳感器， 提出基于毫米波雷達的汽車盲區監測系統的設計方案。

該盲區監測系統主要由 2 個毫米波雷達、 控制器、 報警燈和相關線束等組成， 如圖 3 所示。2 個 77 GHz 毫米波雷達安裝在車身側后方， 在行駛過程中對周圍物體進行監測， 通過電磁波的回波信號計算物體的距離信息和速度信息， 在可能發生碰撞風險時， 觸發相應的報警功能， 對駕駛員進行提醒， 有效提高車輛變道、 轉彎的安全性。

該系統由原車供電，通過 CAN（Controller Area Network， 控制器局域網絡） 獲得整車相關信息， 并輸出報警信息、 控制信號和狀態信息給相應模塊進行報警提示。汽車盲區監測系統原理如圖 4 所示。

該盲區監測系統中兩個雷達之間為主從關系， 主雷達包含控制器， 作為控制決策中心， 并通過 CAN 總線與車輛進行通信， 并向車輛其他模塊提供相關信號， 從雷達只承擔感知作用， 并通過私有 CAN 總線將目標信息發送給主雷達。汽車盲區監測系統流程如圖 5 所示。

02、汽車盲區監測系統測試方法

2.1 車輛盲區監測范圍

根據 ISO 17387—2008《智能交通系統 - 變道決策輔助系統 - 性能要求和測試程序》， 車輛盲區監測范圍如圖 6 所示。圖中的所有尺寸均為相對試驗車輛而言。

注：1 為試驗車輛；2 為第 95 百分位眼橢圓的中心， 應符合 GB/T36606—2018 的要求， 以 N 1 類車輛為參考；3 為由線 F、 C、 G、 B 圍成的區域為直線工況下的車輛左側盲區監測范圍；4 為由線 K、 C、 L、B 圍成的區域為直線工況下的車輛右側盲區監測范圍；線 A 平行于試驗車輛后緣， 并位于試驗車輛后緣后部 30.0 m 處；線 B 平行于試驗車輛后緣， 并位于試驗車輛后緣后部 3.0 m 處；線 C 平行于試驗車輛前緣， 并位于第 95 百分位眼橢圓的中心；線 D 為試驗車輛前緣的雙向延長線；線 E 平行于試驗車輛的中心線， 并位于試驗車輛車身（不包括外后視鏡） 左側的最外緣；線 F 平行于試驗車輛的中心線， 并位于試驗車輛車身左側最外緣的左邊， 與左側最外緣相距 0.5 m；線 G 平行于試驗車輛的中心線， 并位于試驗車輛車身左側最外緣的左邊， 與左側最外緣相距 3.0 m；線 H 平行于試驗車輛的中心線， 并位于試驗車輛車身左側最外緣的左邊， 與左側最外緣相距 6.0 m；線 J 平行于試驗車輛的中心線， 并位于試驗車輛車身（不包括外后視鏡） 右側的最外緣；線 K 平行于試驗車輛的中心線， 并位于試驗車輛車身右側最外緣的右邊， 與右側最外緣相距 0.5 m；線 L 平行于試驗車輛的中心線，并位于試驗車輛車身右側最外緣的右邊， 與右側最外緣相距 3.0 m；線 M 平行于試驗車輛的中心線， 并位于試驗車輛車身右側最外緣的右邊， 與右側最外緣相距 6.0 m；線 N 為試驗車輛后緣的雙向延長線；線 O 平行于試驗車輛后緣， 并位于試驗車輛后緣后部 10.0 m 處。

2.2 車輛盲區監測試驗方法試驗車輛以（50±2） km/h 勻速直線行駛， 目標車輛以高于試驗車輛的速度勻速行駛并超越目標車輛， 如圖 7 所示。

起初， 目標車輛按照表 1 規定場景的車速，在試驗車輛的后邊行駛。當目 標車輛的前緣超越圖 6 所示的 A 線時， 試驗開始；

當目標車輛的前緣超越圖 6 所示的 C 線 3 m 時， 試驗結束。測試完成后應在試驗車輛另一側重復進行該試驗。

以場景 1 為例， 試驗車輛速度為 50 km/h， 目標車輛速度為 60 km/h， 目標車輛緩慢超越試驗車輛。

圖 8 中 1 為試驗車輛， 2 為目標車輛。通過監控分別記錄左、 右側預警燈， 將建立預警時與解除預警時目 標車輛與試驗車輛之間的距離記錄在測試結果中。

在試驗車輛的相鄰車道分 3 個區， 如圖 9 所示， 當目標車輛行駛至Ⅲ號區域內的任意位置時，如果預警燈亮起（即建立預警）， 則視為合格；

當目標車輛行駛至Ⅱ 號區域內時， 如果預警燈常亮（即穩定預警）， 則視為合格；當目標車輛行駛至 I 號區域內的任意位置時， 如果預警燈熄滅（即解除預警）， 則視為合格；Ⅱ 號區域為汽車盲區監測范圍。

03、實車測試效果驗證

將盲區監測系統安裝在實車上， 如圖 10 所示，兩個毫米波雷達分別安裝在汽車尾部的兩側， 系統報警燈安裝在左、 右外后視鏡上， 將以上各部分通過線束連接好， 并按照上述測試方法進行實車路試。

路試結果表明， 當試驗車后方相鄰車道 10m 以內出現目 標車時， 盲區監測系統可以實時對駕駛員進行預警。

在試驗車向前正常行駛過程中，當有目標車從試驗車后方進入圖 6 中的盲區監測區域時， 系統將觸發一級報警（報警燈常亮提示），若此時打轉向燈， 立刻升級成二級報警（報警燈閃爍提示）， 當目標車駛出圖 6 中的盲區監測區域時， 系統立刻解除報警。

總結本文研究了基于毫米波雷達的汽車盲區監測系統的組成， 并對盲區監測系統進行實車測試， 其預警功能基本滿足設計要求， 有效降低了碰撞發生的概率， 對于提高汽車的駕駛輔助水平以及產品競爭力有重要意義。

毫米波雷達發射的是電磁波，電磁波在穿過不同介電常數的物質時會發生一定的折射與反射， 這就對汽車后保險杠的材質與形狀有一定的要求。后續將對覆蓋毫米波雷達的塑料件進行研究， 在滿足汽車外造型的同時， 努力提升盲區監測系統的性能水平。