毫米波雷达的民用领域有哪些，转自《调皮连续波》

最新推荐文章于 2024-09-18 09:11:47 发布

冷钺

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文章标签：人工智能深度学习

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1.车载领域
车载雷达可以说是毫米波雷达在民用领域中使用最为广泛，且最为稳定的应用领域之一，是目前毫米波雷达消耗最大的方向，最基本的需求是“1 长+4 中短”5 个毫米波雷达。但是在未来自动驾驶汽车上，一台汽车至少会安装9台毫米波雷达，这将会极大推动毫米波雷达的使用。
在这里插入图片描述
图1 自动驾驶车载毫米波雷达分布图
24GHz毫米波雷达主要以短距角雷达应用为主，例如盲点监测（BSD）、并线辅助（RCTA）、防穿越预碰撞预警（FCTA、RCTA），以及辅助车身周边短距功能覆盖，例如碰撞缓解（CMS）、泊车辅助（PA、BPA）等。77GHz中长距毫米波雷达以前向防碰撞系统（FCW）、自适应巡航系统（ACC、F-ACC）、自动刹车系统（AEB）。
在这里插入图片描述图2 24G和77G毫米波雷达功能
车载雷达主要有车外和车内两种，其中车外的雷达应用比较成熟，目前很多汽车上或多或少都安装了最基本的辅助驾驶雷达，主要有：
（1）车载前向远距雷达（LRR）
检测距离在250米以上，主要用于检测车辆前方250米开外的距离，防止汽车追尾。
（2）车载后向远距雷达（LRR）
检测距离在250米以上，主要用于检测车辆后方250米开外的距离，防止后面汽车追尾，以及本车被撞。
（3）车载侧向雷达
检测距离在30米到50米以上，防止汽车两边障碍物或行人，保障行车安全。
（4）车载前向角雷达
检测距离在150米到180米以上。
（5）车载后向角雷达
检测距离在120米到150米以上。
（6）车载倒车雷达
高端车辆驾驶辅助、特种车、工程车、港口大型机械车辆等领域会用到，价格偏高，但随着毫米波技术的普及和元器件价格下降，在很多领域有取代超声波的可能性。
（7）车载前向中距雷达（MRR）
检测距离在80米到160米以内。
（8）车载前向近距雷达（SRR）
检测距离在60米以内。
车内有：
（1）车内生命体征检测雷达
利用毫米波雷达检测人体呼吸和心跳的原理，监测司机生命体征，防止疲劳驾驶或者醉酒驾驶，另外，还可以检测车内是否存在滞留活物，如婴儿或者宠物等，避免发生窒息等意外，当前还没有正式应用。
图3 车内生命体征检测雷达
（2）车内手势识别雷达
利用毫米波雷达对手势识别的原理，检测人体手势可切换不同的功能，目前还有很多技术需要突破，还未正式应用。

图4 车内手势识别雷达（样图）
2. 交通领域
陆路交通雷达主要有：
（1）交通流量监测雷达
单车道流量检测、多车道流量检测。

图5 交通流量监测雷达

（2）交通测速雷达
单车道测速、多车道测速。

（3）智慧交通灯控制雷达
可利用毫米波雷达实现智慧交通灯控制，可根据实际车辆和行人自主规划最优的红绿灯时间，减少汽车和行车的等待时间，便于出行。目前还在试探中，尚未正式应用。

（4）道闸智能控制雷达
道闸智能控制雷达主要用于学校、社区、停车场、交通收费站等具有道闸的地方，传统通过线圈感应的方式需要对道路进行施工，不便于安装操作，毫米波雷达道闸智能控制雷达相对于线圈感应等方式具有安装灵活的优点。

图6 道闸智能控制雷达
（5）停车场位置感应雷达
智慧泊车服务中，通常需要确定某个停车位是否已经被占用，可利用毫米波雷达实现检测。
图7 停车场位置感应雷达

水路交通雷达主要有：
（1）船只防撞雷达
与车载防撞道理类似。

（2）渔船监测雷达
监测渔船运行状态、位置坐标、航向，以及航行轨迹。

空中领域
（1）无人机监测雷达（反无人机雷达）
无人机监测雷达是一个比较常规的民用雷达应用领域。作为空中管制雷达，主要是用于大型活动集会场合保障会场安全，以及某些敏感禁飞地带的安全。主要类型有相扫雷达、频扫雷达、相控阵，可实现360°全方位监测。

图8 “探鹰”反无人机雷达

（2）无人机防撞雷达
无人机防撞雷达主要用于检测无人机飞行中所遇到的障碍物。
（3）无人机测高雷达
无人机测高雷达主要用于测量无人机的飞行高度。

图9 大疆无人机（测高样图）

（4）无人机载成像雷达

4.安防领域
（1）周界安防雷达、电子围栏、微波栅栏
（2）人员检测雷达（室内或室外）

（3）安检成像雷达
安检成像雷达主要是通过毫米波雷达SAR成像实现对机场、高铁站、地铁站等安检通道检测乘客是否携带危险物品。

图10 安检成像雷达
（4）机场跑道异物检测（FOD）
比较常规的民用雷达应用领域，主要是为了检测机场跑道存在如金属螺丝、石头等异物，影响民航客机飞行安全。

图11 塔架式FOD雷达监测清理FOD流程图
5.智慧医疗领域
（1）人体生命体征检测雷达
用于非接触式检测人体生命体征，预测人体身体健康状态，麻省理工学院某研究团队利用神经网络算法研究人体生命体征预测人体健康。

图12 呼吸心跳检测雷达

（2）宠物、牲畜生命体征检测雷达
用于检测动物生命体征，预测动物身体健康状态。如饲养的牛羊、猪等，该理念目前处于概念状态，暂未发现有研究团队在研究。

图13 宠物、牲畜生命体征检测雷达

6.智能家居领域
（1）家用电器手势识别雷达
主要可以用于控制空调、电视、音响、收音机、游戏机等设备。

图14 手势识别雷达（Google Project Soli）

（2）人体姿态检测雷达、步态识别雷达
主要用于室内人体状态识别，对跌倒实现检测。

图15 人体姿态识别雷达

（3）睡眠检测雷达
睡眠检测雷达主要利用毫米波雷达实现呼吸和心跳进行检测，避免人在睡眠过程中发生意外情况。

图16 睡眠检测雷达

（4）浴室跌倒检测雷达
浴室跌倒雷达主要用于防止老人在沐浴时发生意外跌倒。

图17 浴室跌倒检测雷达

（5）灯光感应雷达
灯光感应雷达主要用于智能控制家庭室内或室外的灯光，达到节约电能的效果。

图18 灯光感应雷达

7.智慧城市领域
（1）能源控制雷达
空调风力扫描区域及其方向通常是固定不变的，因此在室内某些区域并不具备一种“公平性”，为了使得室内大多数人都能够享受到“平等”的待遇，可以使用毫米波雷达实现诸如空调、暖气、灯光、门窗等控制，从而达到节约能源的目的。另外，人们通常向往设备自主控制，当没有人存在时，空调可以自动关闭，当温度达到某一个临界点时，空调自动开启，无需人为控制。另外，还可以采用手势识别控制空调、电视机、游戏机等智能设备进行功能切换，无需遥控器的存在。

（2）路灯感应雷达
通常，城市或者乡村路灯中部分是采用太阳能供电，如此一来，电能的消耗成为了路灯最大的问题。采用毫米波雷达传感器或者微波感应雷达可以使得路灯在有人经过时亮起，而无人经过时熄灭，从而达到节约电能，使得路灯整晚都具备可观的亮度，在冬天十分实用。与家用灯光感应雷达的原理一样，使用市电供电的路灯，同样也能达到节约电能的目的。

（3）垃圾桶感应雷达
通常，垃圾桶具有一个厚重的盖子，当人们丢垃圾时，尽管手里提着很多的物品，但仍旧需要用手提起垃圾桶的盖子，才能够把垃圾丢进桶内。在未来智慧城市中，采用低功耗、小体积、低成本的毫米波雷达传感器，可通过人体距离感应或者手势识别自动开启垃圾桶的盖子，解放双手。当然，毫米波雷达传感器只是可实现的方案之一，另外比如超声波传感器、红外传感器、微波传感器均可以在一定程度上实现，而且成本或许会比毫米波雷达更低。