Cảm biến radar ô tô là “trợ lý hành trình” đắc lực cho người lái, giúp xác định vị trí, khoảng cách, vận tốc của người và phương tiện xung quanh nhằm kiểm soát tốc độ, hạn chế nguy cơ xảy ra va chạm.
Radar ô tô là gì?
Radar ô tô là một thiết bị nhỏ được sử dụng để phát hiện tốc độ và phạm vi di chuyển của các đối tượng trong vùng lân cận của ô tô. Radar ô tô bao gồm một máy phát và một máy thu. Máy phát có nhiệm vụ phát ra các sóng vô tuyến đập vào một vật thể và phản xạ trở lại máy thu, xác định khoảng cách, tốc độ và hướng của vật thể để cảnh báo cho người dùng. Cảm biến radar ô tô rất nhạy khi phát hiện và định vị các phương tiện khác, đặc biệt khi đang đi với tốc độ như trên đường cao tốc.
Radar ô tô là công nghệ cảm biến hàng đầu hiện nay giúp tăng độ an toàn khi lái xe trong mọi điều kiện môi trường. Đến nay, radar ô tô đang được ứng dụng trên nhiều mẫu xe hơi cao cấp để kích hoạt các tính năng an toàn và tiện nghi trên xe, nhằm điều chỉnh tốc độ di chuyển tự động mà không cần sự tham gia của người lái.
Phân loại radar ô tô
Cảm biến radar ô tô được phân thành hai loại: radar tầm ngắn (SRR) và radar tầm dài (LRR).
Radar tầm ngắn (SRR) sử dụng tần số 24 GHz và được sử dụng cho các ứng dụng quan sát có phạm vi gần như phát hiện điểm mù, hỗ trợ đỗ xe hay phát hiện các chướng ngại vật ở cự ly gần. Các radar này cần một ăng-ten để có thể quan sát được với góc quét lớn, tạo ra tầm nhìn quan sát rộng để đảm bảo độ chính xác tối đa.
Radar tầm dài (LRR) sử dụng tần số 77 GHz (thông thường dao động từ 76-81GHz) cung cấp độ chính xác và độ phân giải tốt hơn so với radar tầm ngắn. Chúng được sử dụng để đo khoảng cách và tốc độ của các phương tiện khác khi đang di chuyển ngược hướng xe ô tô, đồng thời radar tầm dài còn giúp phát hiện các đối tượng trong phạm vi quan sát rộng hơn. Hệ thống radar tầm xa (LRR) cung cấp phạm vi quan sát từ 80m đến 200m hoặc lớn hơn.
Tuy nhiên, radar ô tô băng tần hẹp 24 GHz truyền thống có khả năng hạn chế trong việc phân biệt các vật thể, tách biệt con người với động vật, chủng loại xe khác nhau hoặc thậm chí là các hòm thư. Các ứng dụng ADAS trên thị trường hiện nay bao gồm hệ thống phanh tự động khẩn cấp, cảnh báo va chạm phía trước, phát hiện điểm mù, hỗ trợ thay đổi làn đường, hệ thống cảnh báo va chạm phía sau, kiểm soát hành trình tốc độ cao thích ứng trên đường cao tốc.
Rada ô tô băng thông rộng
Công nghệ cảm biến radar ô tô, được phổ biến bởi các cảm biến băng tần hẹp 24 GHz, hiện đang phát triển nhanh chóng về băng tần cao 76-81 GHz với băng thông rộng 5 GHz, sóng milimet.
Trong khi 76 GHz được sử dụng để phát hiện tầm xa thì băng tần 77-81 GHz được sử dụng để phát hiện ở phạm vi gần với độ chính xác cao hơn.
Các lỗi trong đo khoảng cách và cự ly tối thiểu xử lý được thì tỷ lệ nghịch với băng thông hệ thống. Khi chuyển đổi từ việc sử dụng tần số 24 GHz sang 79 GHz sẽ mang lại hiệu suất tốt hơn gấp 20 lần về khả năng phân giải và độ chính xác. Chẳng hạn, độ phân giải của hệ thống 24 GHz được cải thiện từ 75 cm xuống 4 cm khi sử dụng hệ thống 79 GHz, giúp phát hiện tốt hơn nhiều đối tượng gần nhau (Hình 1).
Ngoài ra khả năng phân giải và độ chính xác của phép đo vận tốc sẽ tăng tỷ lệ thuận khi chiều dài bước sóng giảm xuống. Do đó, bằng cách chuyển từ 24 GHz sang 79 GHz, các phép đo vận tốc có thể được cải thiện theo hệ số 3x.
Một lợi thế khác của việc chuyển đổi từ các hệ thống 24 GHz cũ sang 79 GHz là giảm về kích thước và trọng lượng toàn hệ thống. Với kích thước bước sóng của tín hiệu 79 GHz bằng một phần ba so với hệ thống 24 GHz, tổng diện tích của ăng-ten 79 GHz sẽ chỉ bằng một phần chín của ăng-ten 24 GHz tương tự. Các nhà phát triển có thể sử dụng các cảm biến nhỏ hơn, nhẹ hơn và ẩn chúng dễ dàng hơn để tiết kiệm nhiên liệu và thiết kế xe hơi tốt hơn.
Thử nghiệm so sánh giữa băng thông 1 GHz và 4 GHz (Hình 2) cho thấy rõ rằng chỉ có giải pháp băng thông cao hơn mới có thể đo được hai đối tượng khác nhau, cách nhau gần 10 cm. Radar băng thông thấp hơn không thể phát hiện hai đối tượng khác nhau và cung cấp dữ liệu không chính xác cho người lái hoặc hệ thống lái tự động, dẫn đến quyết định sai. Nếu một người đàn ông và con chó của anh ta đang đi sát nhau và con chó đột nhiên nhảy lên đường, chỉ có radar băng thông rộng hơn (thử nghiệm bên phải) có thể phát hiện cả hai cách riêng biệt và cung cấp thông tin chính xác cho người lái xe hoặc hệ thống lái xe tự trị. Mặt khác, radar băng thông hẹp hơn (thử nghiệm bên trái) cung cấp thông tin sai hoặc gây nhầm lẫn, có thể dẫn đến một tai nạn thương tâm.
Giải pháp Rada rõ ràng
Radar ô tô công nghệ cảm biến hàng đầu ngày nay giúp tăng độ an toàn khi lái xe trong mọi điều kiện môi trường. Sử dụng những lợi thế của dải tần cao 76-81 GHz và băng thông rộng hơn 5 GHz mang lại độ phân giải tốt hơn, cảm biến nhỏ và nhẹ hơn, áp dụng cho ADAS hiện tại, tương lai và các hệ thống lái tự động sắp tới.
Để hướng đến một thế giới lý tưởng – các vụ tai nạn xe hơi không gây tử vong, các nhà phát triển radar ô tô cần tối ưu hóa thiết kế và phương pháp thử nghiệm, cũng như chứng minh độ tin cậy và an toàn của các giải pháp.
Với những ưu điểm vượt trội, cảm biến radar ô tô được ứng dụng vào nhiều tính năng an toàn trên ô tô nhằm đảm bảo an toàn tối đa cho người điều khiển, đồng thời mang đến những trải nghiệm lái thú vị.
