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航天802所用雷达专业技术为百姓出行保驾护航
来源:中国航天报     日期:2014年05月16日    字体:【】【】【

一辆轿车在上海崇明一条公路上行驶着,驾驶员正前方的车辆突然减速、刹车,只见轿车驾驶员不慌不乱,因为装载在轿车前保险杠上的汽车防撞雷达早已接收到微波信号,实时计算出双方距离,并适时通过关闭车窗、收紧安全带、竖起座椅靠背、轻点刹车等紧急安全措施,提前向轿车驾驶员进行了预警。

这种汽车防撞雷达是中国航天科技集团公司八院802所利用雷达专业技术优势,潜心研究民用雷达系列产品的成果。日前,该所首获汽车防撞雷达100套订单,打响了抢占汽车主动安全领域市场的“第一枪”。同时,该所据此还相继开发出了涉及道路、轨道、航道等交通监控领域的新产品。

“智能刹车”堪比事故“救星”

“预警距离多少,最终能自动刹车吗?”在802所实验室里,记者问项目组负责人王磊磊。

“预警距离是1米到200米。”王磊磊说,对于行车中的驾驶员来讲,汽车防撞雷达相当于多了一双机敏且不会疲劳的“眼睛”,它实时探测前方车辆及危险障碍物,在危险即将发生时,它会发出紧急安全信息;如果驾驶员仍未响应,汽车防撞雷达会直接接管汽车制动系统并根据实际路况完成智能安全刹车,避免碰撞事故的发生。

近年来,国内汽车保有量不断增加,交通事故的频繁发生也随之而来。虽然现有的汽车上一般都装配有安全带、安全气囊等防护装置,但这些只是事故发生之后才能提供应急保护的被动式防护装置,功能有限。

据国外机构研究表明:80%以上的车祸是由于司机反应不及时引起的,超过65%的车辆相撞事故属于追尾相撞。若司机能够提早1到2秒钟意识到情况的危险并采取相应措施,则可避免90%以上的交通事故。尤其是在复杂路况下、能见度较差以及驾驶员疲劳驾驶的情况下,汽车防撞雷达对降低交通事故发生率的作用尤为明显。

为此,早在前几年,世界各国都在研究开发如汽车防撞雷达等主动式安全驾驶辅助装置,以减少司机预警负担和判断失误。

王磊磊说,早在五年前,该所就成立了防撞雷达项目组,成员全部是从军品研制队伍走出来的,其中不乏型号主任设计师、副主任设计师。在军品项目红红火火的大背景下,项目组成员放弃原有的军品基础转入民品研制,立足自身专业优势,全身心投入汽车防撞雷达产品的研发工作中。

五年跨进五大步

“汽车防撞雷达和军用毫米波雷达技术原理是一致的。军用雷达专业原本就是我所的核心专业,而开发汽车防撞雷达属于我所特长专业的跨行业拓展。”王磊磊笑着说。

虽然将军用雷达技术转化为汽车主动安全防撞雷达系统,对该所项目组来说具有很多独特的优势,但在具体的研发工作中还是会碰到很多困难。

因此,自2009年起,该所瞄准国外汽车防撞雷达前沿成果,吃透技术要点,集智攻关,相继突破了距离速度方位实时测量、复杂路况多目标识别、低成本小型化等关键技术,不断取得重大突破。

2009年,该所成功研制出国内首套77GHz前车防撞雷达,测距范围为1米至50米,距离分辨率为1米;

2010年,该所突破基片集成波导天线加工难题,优化接收机噪声系数,使系统测距能力从50米提升至80米;

2011年,该所将系统最远探测距离从80米扩展至200米;雷达增加了测速能力,测速范围为-200公里/小时至+200公里/小时,其测速精度达到1公里/小时;

2012年,该所完成了具有方位识别能力的77GHz多车道、多目标防撞雷达的性能升级,产品性能指标达到国际先进水平;

2013年,该所完成了产品低成本及小型化工作,使产品真正进入工程化阶段。

市场才露“尖尖角”

记者拿起一个巴掌大小的汽车防撞雷达,产品小巧精致,拆开后里面仅有一块高度集成的电路板。“别看汽车防撞雷达体积很小,份量只有几百克,但它的技术含金量却是挺高的,一块电路板集成了所有的射频、模拟、数字电路。目前已申请专利11项,其中授权6项,国内还没有同类产品和相关报道。”该所工作人员介绍道。

据国际著名咨询公司的最新预测,包含汽车防撞雷达在内的高级驾驶辅助系统到2019年将达到150亿美元的市场。美国、日本等汽车工业发达国家已制定了近期、中期和长期规划,目前取得了实质性进展。而国内汽车防撞雷达还仅仅停留在实验室研发阶段,真正走向市场的产品仍未出现,可以说国内防撞雷达的市场仍然算是空白。

王磊磊介绍说:“我国私家车年产销量为2000万辆左右,若保守按照1%装配汽车防撞雷达计算的话,按照每套3000元售价,年产值将达到6亿元。由防撞雷达产业发展而带动的一系列附加值产业(如装配、升级、零部件制造)所带来的经济效益以及对社会的贡献将不可估量。”因此,产品的工程化与市场推广工作是该所今年工作的重中之重。

延伸产品大有作为

在G15沈海高速公路上,一部交通监控雷达的屏幕上同时显示着四条车道的车况,每辆车的车速、车距等数据一一标明清晰。

在开发汽车防撞雷达的过程中,802所项目组敏锐地感觉到,多车道、多目标监控雷达是下一代治安卡口测速系统的必需产品,代表着世界未来交通监控雷达的发展方向。因此,基于汽车防撞雷达技术,项目组研制了交通监控雷达,并通过了公安部交通管理科学研究所的检测,成为国内首家可以投入批产多车道、多目标监控雷达的专业单位。

交通管理科学研究所认为,交通监控雷达是世界上第一款可以对监测区域所有目标车辆进行测速、测距、测角并对大小车辆进行准确分类的雷达测速仪,测距误差不超过0.1米,真正实现多车道、多车辆实时定位监控功能,弥补了传统雷达测速仪无法同时识别车速、车距的缺陷,是交通监控领域真正跨时代的产品。

使用交通监控雷达,对于交管部门来说不仅能摆脱举证困难、执法证据不全的困境,而且可实现指定路段车流量统计、车速概率分布等大数据的处理,对智能交通管理、平安城市建设等起到了巨大的推动作用。

“我所今年将会发挥雷达专业技术优势,不断做强做大民用雷达系列化产品。”该所所长助理陈潜告诉记者,项目组还开发出了地铁防撞雷达、隧道落物监控雷达和船用防撞雷达等产品。其中地铁防撞雷达在上海地铁11号线完成了隧道及高架实验,其性能指标得到了用户认可,目前正处于商务洽谈阶段;隧道落物监控雷达和船用防撞雷达在2013年均获得订单并逐步在市场推广。(尹林发)

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