من الاستشعار بتردد 77-79 جيجاهرتز إلى التكرار الإدراكي على مستوى النظام
مع تقدم أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS) والقيادة الآلية نحو الإنتاج على نطاق واسع، يشهد تصميم أنظمة الإدراك تحولاً. باتت الصناعة اليوم أكثر اهتماماً باستقرار النظام ككل، وقابليته للتنبؤ، وتوافقه في السيناريوهات المعقدة، بدلاً من التركيز على ذروة أداء المستشعرات. ويتحول رادار الموجات المليمترية رباعي الأبعاد عالي الدقة بتردد 77-79 جيجاهرتز من مستشعر تكميلي إلى طبقة أساسية من طبقات الإدراك الاحتياطية.
بالمقارنة مع رادار الموجات المليمترية ثلاثي الأبعاد التقليدي، يُضيف رادار التصوير رباعي الأبعاد بُعد الارتفاع، ويُحسّن بشكل ملحوظ الدقة الزاوية وكثافة سحابة النقاط. يوفر مُخرج الرادار الآن معلومات أكثر تفصيلاً عن البنية المكانية والحركة. لا تهدف هذه الإمكانية إلى استبدال الكاميرات أو تقنية الليدار، بل إلى ضمان استمرارية الإدراك عند انخفاض مستوى الثقة البصرية.
موثوقية الإدراك في سيناريوهات المدن ذات السرعة المنخفضة.
تُشكّل البيئات الحضرية ذات السرعات المنخفضة أصعب ظروف التشغيل لأنظمة مساعدة السائق المتقدمة وأنظمة القيادة الآلية. فكثافة المشاة وراكبي الدراجات، وكثرة حالات الحجب، وتعقيد بنية الطرق، بالإضافة إلى الليل والإضاءة الخلفية والظروف الجوية السيئة، تُؤدي إلى عدم استقرار الأداء البصري، كما أن قدرة النظام على تحمل حالات عدم الرصد أو الإنذارات الخاطئة محدودة.
يعمل الرادار ثلاثي الأبعاد التقليدي في جميع الظروف الجوية، لكن دقته في تحديد الارتفاع محدودة، مما يجعل فصل الأهداف صعبًا في المناطق الحضرية المكتظة بالسكان. أما رادار الموجات المليمترية رباعي الأبعاد عالي الدقة، فيضيف بُعد الارتفاع ويُخرج باستمرار معلومات مكانية وسرعية ثلاثية الأبعاد ثابتة بتردد 77-79 جيجاهرتز، مما يسمح للنظام بالحفاظ على فهم أساسي للبيئة حتى في حال ضعف أداء الكاميرات.
من منظور النظام، تكمن القيمة الأساسية للرادار رباعي الأبعاد في أنه يقلل من تأثير أعطال المستشعر الفردي ويسمح لبنية الإدراك بالتحول من "تكديس المستشعرات" إلى تصميم يركز على التكرار.
تأثير جودة سحابة النقاط على الحماية من الحوادث الإلكترونية، والحماية من الحوادث الإلكترونية، وحماية مستخدمي الطرق المرئية.
تتطلب وظائف الحماية في أنظمة الكبح التلقائي في حالات الطوارئ (AEB) والمراقبة المتقدمة للمركبات (AVP) وحماية مستخدمي الطرق المعرضين للخطر (VRU) مدخلات إدراكية عالية الجودة لتلبية متطلبات السلامة واللوائح التنظيمية المتزايدة. وتؤثر كثافة سحابة نقاط الرادار ودقتها الزاوية الآن بشكل مباشر على عملية اتخاذ القرارات اللاحقة.
AEB: تعمل زيادة الدقة الزاوية على تحسين فصل الأهداف واستمرارية المسار، مما يقلل من الإنذارات الخاطئة بسبب عدم وضوح دمج الأهداف.
AVP: تعمل سحب النقاط الرادارية عالية الكثافة على وصف العوائق المنخفضة والحدود الرأسية والمساحات الضيقة بدقة، مما يعزز القدرة على التحكم في مواقف السيارات الآلية.
حماية مستخدمي الطريق المعرضين للخطر: يقوم الرادار عالي الدقة باكتشاف الموقع المكاني وحركة مستخدمي الطريق المعرضين للخطر بدقة، حتى في حالة فشل أجهزة الاستشعار البصرية.
لا تعود هذه التحسينات فقط إلى زيادة عرض النطاق الترددي، ولكن أيضًا إلى التعاون بين تصميم مصفوفة الهوائيات واستراتيجية شكل الموجة وخوارزميات معالجة الإشارات.
المفاضلات على مستوى النظام: التكامل، والحساب، وقائمة المواد
تتحقق فوائد الرادار رباعي الأبعاد عالي الدقة في المركبات الإنتاجية من خلال تصميم على مستوى النظام. ويستخدم مصنّعو المعدات الأصلية ومورّدو المستوى الأول بشكل متكرر أنظمة رادار متكاملة للغاية على شريحة واحدة (SoC) لإدارة استهلاك الطاقة والحجم وتكلفة قائمة المواد مع تبسيط عملية التكامل في الواجهة الأمامية.
من حيث بنية الحوسبة، يقوم الرادار عادةً بمعالجة البيانات محليًا لإنشاء أهداف أو معالم مُهيكلة، والتي تُدمج بعد ذلك مع بيانات الكاميرا في وحدة التحكم بالمجال أو منصة الحوسبة المركزية. يضمن هذا النهج متعدد الطبقات للمعالجة عدم تسبب الدقة العالية في زيادة خطية في متطلبات الحوسبة.
بدلاً من مجرد ميزة التردد، يُتخذ القرار بين رادار 77 جيجاهرتز ورادار 79 جيجاهرتز عادةً بناءً على أهداف الأداء والمتطلبات التنظيمية وتحديد موقع المركبة. تُمكّن منصات الرادار المعيارية والقابلة للتطوير موردي المستوى الأول من تقليل تعقيد النظام مع توفير تكوينات متباينة عبر الطرازات.
الفوائد طويلة الأجل للامتثال التنظيمي
تُولي اللوائح الجديدة الخاصة بالكبح التلقائي في حالات الطوارئ (AEB) واستخدام المركبات المرئية (VRU) أهمية أكبر للإدراك الموثوق في ظروف الإضاءة المنخفضة والرؤية الضعيفة، مما يعزز دور الرادار في منظومة الإدراك. يستطيع الرادار رصد الحركات الدقيقة في تطبيقات كشف وجود الأطفال (CPD)، موفرًا بذلك حلاً يحافظ على الخصوصية في غياب أجهزة الاستشعار البصرية.
كما أن الرادار عالي الدقة يسهل تطوير البرامج والخوارزميات، مما يسمح لمصنعي المعدات الأصلية بالحفاظ على استقرار المنصة مع تغير اللوائح، مما يقلل من مخاطر النظام على المدى الطويل.
تلخيص
يعمل رادار الموجات المليمترية رباعي الأبعاد عالي الدقة على دفع أنظمة مساعدة السائق المتقدمة والقيادة الآلية إلى الأمام من "التنفيذ الوظيفي" إلى "تصميم موثوقية النظام". أصبح الرادار عنصرًا أساسيًا يدعم تكرار الإدراك على مستوى النظام، والامتثال التنظيمي، وتطوير المنصة على المدى الطويل، مع قدرات استشعار عند 77-79 جيجاهرتز.
الأسئلة الشائعة | الأسئلة الشائعة.
لماذا لا يزال الرادار عالي الدقة ضرورياً في أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS)؟
لأن الأنظمة تتطلب إدراكًا مكانيًا وحركيًا مستقرًا مع تدهور أجهزة الاستشعار البصرية.
ما هو الفرق الرئيسي بين الرادار رباعي الأبعاد والرادار ثلاثي الأبعاد؟
يضيف الرادار رباعي الأبعاد بُعد الارتفاع ويحسن الدقة الزاوية، مما يؤدي إلى فصل أفضل بكثير للأهداف.
هل يُعدّ الرادار رباعي الأبعاد مفيدًا فقط في القيادة الآلية؟
لا، ليس كذلك. بالإضافة إلى ذلك، فهو يحسن تجنب العوائق عند السرعات المنخفضة، ونظام AVP، ونظام AEB، وميزات ADAS الأخرى.
هل تزداد الحاجة إلى الحساب بشكل ملحوظ مع زيادة الدقة؟
تتيح المعالجة المسبقة المحلية والمعالجة الطبقية هندسة عالية الدقة دون الحاجة إلى قوة حاسوبية مفرطة.
هل يُشترط استخدام رادار رباعي الأبعاد تحديداً بموجب اللوائح؟
لا تحدد اللوائح أنواع أجهزة الاستشعار، بل تحددها نتائج الأداء. ويُصبح تلبية متطلبات الرؤية المنخفضة والعمل الليلي أسهل مع الرادار عالي الدقة.
كيف يتم تحسين دمج البيانات من أجهزة استشعار متعددة بواسطة الرادار؟
فهو يعزز التكرار الإدراكي على مستوى النظام من خلال توفير طريقة منفصلة وموثوقة.
هل التردد 79 جيجاهرتز أم 77 جيجاهرتز أفضل؟
توفر ترددات 79 جيجاهرتز دقةً أفضل، بينما تتمتع ترددات 77 جيجاهرتز بنظام بيئي أكثر تطوراً. ويلعب قطاع المركبات والأهداف التنظيمية والأداء دوراً في عملية الاختيار.
هل هناك عائد استثمار طويل الأجل مع رادار رباعي الأبعاد؟
صحيح. يُمكّن الرادار عالي الدقة المزود بتحديثات البرامج الشركات المصنعة للمعدات الأصلية من التكيف مع اللوائح والسيناريوهات الجديدة دون التضحية باستقرار النظام.