CN209028208U - 目标检测装置和毫米波雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于车载雷达技术领域，提供一种目标检测装置和毫米波雷达，包括：信息处理模块，输出端与发射天线组连接，输入端与接收天线组连接，向发射天线组发送毫米波调制信号，并接收接收天线组的目标回波信号；发射天线组，根据所述毫米波调制信号扫描第一扇形区域和第二扇形区域内目标；接收天线组，用于接收发射天线组扫描目标后产生的目标回波信号，并发送给信息处理模块；信息处理模块对所述目标回波信号进行处理得到目标位置信息。本实用新型体积小、重量轻，检测目标的覆盖范围大，不受气象条件影响，全面保障行驶安全。

Description

目标检测装置和毫米波雷达

技术领域

本实用新型属于车载雷达技术领域，更具体地说，是涉及一种目标检测装置和毫米波雷达。

背景技术

随着汽车工业的蓬勃发展，各大汽车企业着力于对前向目标检测雷达系统的研发，旨在降低交通事故、提高道路交通安全和增强道路的通行能力等。

车载前向目标检测装置有视频识别、激光雷达、超声波雷达等，但目前市场上的目标检测装置覆盖范围小，尺寸大，导致雷达性能和安装适配性能低。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供一种目标检测装置和毫米波雷达，旨在解决现有技术中目标检测装置覆盖范围小，尺寸大的问题。

本实用新型实施例第一方面提供了一种目标检测装置，包括：信息处理模块、发射天线组和接收天线组；

所述信息处理模块，输出端与所述发射天线组连接，输入端与所述接收天线组连接，用于向所述发射天线组发送毫米波调制信号，并接收所述接收天线组的目标回波信号；

所述发射天线组，用于根据所述毫米波调制信号扫描第一扇形区域和第二扇形区域内目标；

所述接收天线组，用于接收所述发射天线组扫描目标时的目标回波信号，并发送给所述信息处理模块；

所述信息处理模块对所述目标回波信号进行处理得到目标位置信息。

可选的，所述信息处理模块为AWR1642芯片。

可选的，所述发射天线组包括：

至少一个用于扫描所述第一扇形区域内目标的宽波束发射天线；和

至少一个用于扫描所述第二扇形区域内目标的窄波束发射天线；

其中，所述第一扇形区域的圆心角大于所述第二扇形区域的圆心角，所述第一扇形区域的半径小于所述第二扇形区域的半径；

各个宽波束发射天线和各个窄波束发射天线均与所述信息处理模块的输出端连接。

可选的，所述接收天线组包括四个接收天线；

所述四个接收天线阵列设置，其中，第一接收天线与第二接收天线之间的距离为所述第一接收天线与第三接收天线之间的距离为3λ，所述第一接收天线与第四接收天线之间的距离为所述第二接收天线高于所述第一接收天线所述第一接收天线、所述第三接收天线和所述第四接收天线等高，λ为所述毫米波调制信号的波长；

各个接收天线均与所述信息处理模块的输入端连接。

可选的，所述目标检测装置还包括：

用于存储所述目标位置信息的存储模块；

所述存储模块通过串行接口与所述信息处理模块的存储端连接。

可选的，所述存储模块为Flash(闪存)存储器。

可选的，所述目标检测装置还包括：用于为所述信息处理模块提供时钟信号的时钟模块，所述时钟模块与所述信息处理模块的时钟端连接。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种毫米波雷达，包括前壳和后壳，所述前壳通过第一固件与所述后壳连接，还包括设置在所述后壳上的如上述实施例的第一方面提供的任一种目标检测装置；

所述前壳与所述后壳的连接处还设有密封胶；

其中，所述后壳包括：主板、后盖和支架；

所述目标检测装置设置在所述主板的正面；

所述主板设置在所述后盖的正面，通过第二固件与所述后盖连接；

所述后盖设置在所述支架的正面，通过第三固件与所述支架连接。

可选的，所述后盖包括：散热齿和防水透气阀；

所述散热齿设置在所述后盖的背面，所述防水透气阀设置在所述后盖上。

可选的，所述主板包括：PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)、连接器和密封圈；

所述PCB的第一侧面与所述连接器固定连接；

所述后盖的第一侧面设有卡槽，所述连接器设置在所述卡槽上；所述连接器与所述后盖的连接处设置所述密封圈。

本实用新型实施例与现有技术相比的有益效果在于：通过信息处理模块向发射天线组发送毫米波调制信号，并对接收天线组的目标回波信号进行处理，代替了发射机和接收机，使得雷达体积小、重量轻，同时，毫米波调制信号不受气象条件影响，可以全面保障行驶安全；发射天线组根据所述毫米波调制信号扫描第一扇形区域和第二扇形区域内目标，增加了扫描目标的覆盖范围；接收天线组全方位接收发射天线组扫描目标时的目标回波信号，使得雷达可以精确定位目标。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的目标检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种目标检测装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的毫米波雷达的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的后盖的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的主板的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、设备的连接以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，本实用新型实施例提供一种目标检测装置，包括信息处理模块10、发射天线组20和接收天线组30。

其中，信息处理模块10的输出端与发射天线组20连接，输入端与接收天线组30连接；信息处理模块10用于向发射天线组20发送毫米波调制信号，并接收接收天线组30的目标回波信号。

可选的，本实施例利用77GHz的毫米波调制信号进行扫描目标。77GHz毫米波调制信号的频率高，扫面目标精度高，且不受环境影响。

发射天线组20用于根据所述毫米波调制信号扫描第一扇形区域和第二扇形区域内目标。

接收天线组30用于接收发射天线组20扫描目标时的目标回波信号，并发送给信息处理模块10，信息处理模块10对所述目标回波信号进行处理得到目标位置信息。

具体应用中，目标检测装置安装在车体的前端，用于扫描车体前向目标，信息处理模块10实时向发射天线组20发送毫米波调制信号，然后发射天线组20扫描第一扇形区域和第二扇形区域内目标，当第一扇形区域和第二扇形区域内有目标时，毫米波调制信号发生反射，接收天线组30接收目标回波信号，最后信息处理模块10对接收天线组30接收的目标回波信号进行处理得到目标位置信息，比如根据目标回波信号的频率可以确定自车与目标之间的距离，比如根据多普勒效应，即目标回波信号的频率变化确定目标的与自车的相对速度，比如通过接收天线组内不同接收天线接收的目标回波信号的之间的相位差得到目标与自车的角度等。

上述目标检测装置，通过信息处理模块10向发射天线组20发送毫米波调制信号，并对接收天线组30发送的目标回波信号进行处理，代替了发射机和接收机，使得雷达体积小、重量轻，同时，毫米波调制信号不受气象条件影响，可以全面保障行驶安全；发射天线组20根据所述毫米波调制信号扫描第一扇形区域和第二扇形区域内目标，增加了扫描目标的覆盖范围；接收天线组30全方位接收发射天线组扫描目标时的目标回波信号，使得雷达可以精确定位目标。

一个实施例中，信息处理模块10为AWR1642芯片。

AWR1642芯片集成DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)和MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)的76GHz至81GHz单芯片汽车雷达传感器，采用先进的脉冲多普勒和连续波雷达技术，包含射频前端和数据处理模块，外围接口丰富。

可选的，本实施例利用77GHz的毫米波调制信号进行扫描目标。AWR1642芯片将77GHz的毫米波调制信号发送给发射天线组20，并接收接收天线组30接收的目标回波信号，通过射频模块和脉冲多普勒技术对目标回波信号进行处理得到目标位置信息。

示例性的，AWR1642芯片的TX1引脚和TX2引脚与发射天线组20连接，AWR1642芯片的RX1引脚至RX4引脚与接收天线组30连接。

一个实施例中，参见图1和图2，发射天线组20可以包括：至少一个宽波束发射天线T1和至少一个窄波束发射天线T2。

信息处理模块10的输出端包括第一输出端和第二输出端；至少一个宽波束发射天线T1与信息处理模块10的第一输出端连接，至少一个窄波束发射天线T2与信息处理模块的第二输出端连接。示例性的，宽波束发射天线T1与AWR1642芯片的TX1引脚连接，窄波束发射天线T2与AWR1642芯片的TX2引脚连接。

宽波束发射天线T1用于扫描所述第一扇形区域内目标。窄波束发射天线T2用于扫描所述第二扇形区域内目标。其中，所述第一扇形区域的圆心角大于所述第二扇形区域的圆心角，所述第一扇形区域的半径小于所述第二扇形区域的半径。示例性的，所述第一扇形区域的圆心角可以为60°，半径可以为80m；示例性的，所述第二扇形区域的的圆心角可以为14°，半径可以为200m。

宽波束发射天线T1可以包括至少一个天线阵元，示例性的，如图2，宽波束发射天线T1可以包括2个天线阵元，可以扫描车身正前方±30°区域内目标，主要检测横向切入的目标；窄波束发射天线T2的天线阵元数量大于宽波束发射天线T1的天线阵元数量，示例性的，如图2，窄波束发射天线T2可以包括20个天线阵元，可以扫描车身正前方±7°范围内目标，可对180m出现的目标进行检测并跟踪，主要检测自车前方的目标车的位置信息。

一个实施例中，参见图2，接收天线组30可以包括四个接收天线，分别为第一接收天线R1、第二接收天线R2、第三接收天线R3和第四接收天线R4。

所述四个接收天线阵列设置，其中，第一接收天线R1与第二接收天线R2之间的距离为第一接收天线R1与第三接收天线R3之间的距离为3λ，第一接收天线R1与第四接收天线R4之间的距离为第二接收天线R2高于第一接收天线R1的距离为第一接收天线R1、第三接收天线R3和第四接收天线R4等高，λ为所述毫米波调制信号的波长。

各个接收天线均与信息处理模块10的输入端连接。示例性的，接收天线R1与AWR1642芯片的RX1引脚连接，接收天线R2与AWR1642芯片的RX2引脚连接，接收天线R3与AWR1642芯片的RX3引脚连接，接收天线R4与AWR1642芯片的RX4引脚连接。

通过接收天线组30内部天线之间的位置关系，可以保证雷达的测角精度和测角范围，提高目标检测的准确度。

一个实施例中，所述目标检测装置还包括：存储模块40。

存储模块40与信息处理模块10的存储端连接，用于存储所述目标位置信息。示例性的，存储模块40与AWR1642芯片的存储引脚连接，AWR1642芯片将得到的目标位置信息存储到存储模块40。

一个实施例中，存储模块40通过串行接口与信息处理模块10的存储端连接。示例性的，串行接口可以为SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)，SPI是一种高速的、全双工同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，节省空间。应理解，本实施例对串行接口的具体结构不做限定，还可以RS-485接口等。

一个实施例中，存储模块40为Flash存储器。

Flash存储器可以在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据，保证了雷达数据不丢失。示例性的，Flash存储器通过SPI与AWR1642芯片的存储引脚连接，AWR1642芯片将得到的目标位置信息存储到Flash存储器。

一个实施例中，所述目标检测装置还包括：时钟模块50。

时钟模块50与信息处理模块10的存储端连接，用于为信息处理模块10提供时钟信号。示例性的，时钟模块50可以为振荡器，为AWR1642芯片提供40MHZ的时钟信号。本实施例对时钟模块50的具体结构不做限定。

一个实施例中，所述目标检测装置还包括：加密模块60。

加密模块60与信息处理模块10的控制端连接，用于对信息处理模块10进行加密。示例性的，加密模块60与AWR1642芯片的控制引脚连接。

可选的，加密模块60可以为加密芯片，主要用于信息处理模块10的线路数据的加密传输与密钥安全存放，可以保证内部存储的密钥和信息数据不会被非法读取与篡改。例如武汉瑞纳捷RJGT102型号芯片，利用逻辑电路实现加密。本实施例对加密模块60的具体结构不做限定。

上述实施例中，通过信息处理模块10向发射天线组发送毫米波调制信号，并对接收天线组发送的目标回波信号进行处理，代替了发射机和接收机，使得雷达体积小、重量轻，同时，毫米波调制信号不受气象条件影响，可以全面保障行驶安全；发射天线组20的宽波束发射天线和窄波束发射天线扫描第一扇形区域和第二扇形区域内目标，增加了扫描目标的覆盖范围；接收天线组30中四个接收天线可以全方位接收发射天线组扫描目标时的目标回波信号，使得雷达可以精确定位目标。

实施例二

本实施例提供了一种毫米波雷达，如图3，包括前壳100和后壳200，前壳100通过第一固件300与后壳200连接，还包括设置在后壳200上的如上述实施例一提供的任一种目标检测装置，具有上述目标检测装置所具有的有益效果。

前壳100与后壳200的连接处还设有密封胶。示例性的，前壳100可以采用PBT+20％GF的塑胶材质，使得雷达的整个壳体散热效果好，有极佳的耐热、耐寒、耐氧化、耐大气老化等优点。

其中，后壳200包括：主板210、后盖220和支架230。

所述目标检测装置设置在主板210的正面；主板210设置在后盖220的正面，主板210通过第二固件400与后盖220连接；后盖220设置在支架230的正面，后盖220通过第三固件500与支架230连接。

可选的，后盖220可以采用压铸ADC12的金属材质，使得雷达的整个壳体散热效果好，有极佳的耐热、耐寒、耐氧化、耐大气老化等优点。

一个实施例中，如图4，后盖220可以包括：散热齿222和防水透气阀221。

散热齿222设置在后盖220的背面，防水透气阀221设置在后盖220上。

增加散热齿222可以改善散热效果，防水透气阀可以调节雷达的内外压差平衡，使得雷达的整个壳体结构高效防水，防护等级达到IP67，还可以保证雷达壳体内的空气流通，降低壳体内温度，结构强度高，安装牢固方便。

一个实施例中，如图5，主板210包括：PCB211、连接器212和密封圈213。

PCB211的第一侧面与连接器212固定连接；后盖220的第一侧面设有卡槽224，连接器212设置在卡槽224上；连接器212与后盖220的连接处设置密封圈213，其中密封圈213的胶槽需要全周点防水胶。密封圈213可以使得雷达的整个壳体结构高效防尘防水，防护等级达到IP67，结构强度高，安装牢固方便。

上述毫米波雷达，结构紧凑，体积小，散热效果好，整个壳体结构高效防尘防水，防护等级达到IP67，结构强度高，安装牢固方便，有极佳的耐热、耐寒、耐氧化、耐大气老化等优点。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种目标检测装置，其特征在于，包括：信息处理模块、发射天线组和接收天线组；

所述信息处理模块，输出端与所述发射天线组连接，输入端与所述接收天线组连接，用于向所述发射天线组发送毫米波调制信号，并接收所述接收天线组的目标回波信号；

所述发射天线组，用于根据所述毫米波调制信号扫描第一扇形区域和第二扇形区域内目标；

所述接收天线组，用于接收所述发射天线组扫描目标时的目标回波信号，并发送给所述信息处理模块；

所述信息处理模块对所述目标回波信号进行处理得到目标位置信息。

2.如权利要求1所述的目标检测装置，其特征在于，所述信息处理模块为AWR1642芯片。

3.如权利要求1所述的目标检测装置，其特征在于，所述发射天线组包括：

至少一个用于扫描所述第一扇形区域内目标的宽波束发射天线；和

至少一个用于扫描所述第二扇形区域内目标的窄波束发射天线；

其中，所述第一扇形区域的圆心角大于所述第二扇形区域的圆心角，所述第一扇形区域的半径小于所述第二扇形区域的半径；

各个宽波束发射天线和各个窄波束发射天线均与所述信息处理模块的输出端连接。

4.如权利要求1所述的目标检测装置，其特征在于，所述接收天线组包括四个接收天线；

所述四个接收天线阵列设置，其中，第一接收天线与第二接收天线之间的距离为所述第一接收天线与第三接收天线之间的距离为3λ，所述第一接收天线与第四接收天线之间的距离为所述第二接收天线高于所述第一接收天线所述第一接收天线、所述第三接收天线和所述第四接收天线等高，λ为所述毫米波调制信号的波长；

各个接收天线均与所述信息处理模块的输入端连接。

5.如权利要求1至4任一项所述的目标检测装置，其特征在于，所述目标检测装置还包括：

用于存储所述目标位置信息的存储模块；

所述存储模块通过串行接口与所述信息处理模块的存储端连接。

6.如权利要求5所述的目标检测装置，其特征在于，所述存储模块为闪存Flash存储器。

7.如权利要求1至4任一项所述的目标检测装置，其特征在于，所述目标检测装置还包括：

用于为所述信息处理模块提供时钟信号的时钟模块，所述时钟模块与所述信息处理模块的时钟端连接。

8.一种毫米波雷达，包括前壳和后壳，所述前壳通过第一固件与所述后壳连接，其特征在于，还包括设置在所述后壳上的如权利要求1至7任一项所述的目标检测装置；

所述前壳与所述后壳的连接处还设有密封胶；

其中，所述后壳包括：主板、后盖和支架；

所述目标检测装置设置在所述主板的正面；

所述主板设置在所述后盖的正面，通过第二固件与所述后盖连接；

所述后盖设置在所述支架的正面，通过第三固件与所述支架连接。

9.如权利要求8所述的毫米波雷达，其特征在于，所述后盖包括：散热齿和防水透气阀；

所述散热齿设置在所述后盖的背面，所述防水透气阀设置在所述后盖上。

10.如权利要求8所述的毫米波雷达，其特征在于，所述主板包括：印制电路板PCB、连接器和密封圈；

所述PCB的第一侧面与所述连接器固定连接；

所述后盖的第一侧面设有卡槽，所述连接器设置在所述卡槽上；所述连接器与所述后盖的连接处设置所述密封圈。