汽车之眼,自动驾驶汽车基础传感器材料要求

一.什么是自动驾驶汽车？

自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。

目前自动驾驶技术尚未成熟，仅停留在L3阶段，具体分段如下：

二.自动驾驶汽车的基础是什么？

自动驾驶汽车控制技术囊括了环境感知、行为规划决策、运动控制的各项技术，其中环境感知通过雷达、摄像头、超声波等传感器等获取汽车周边环境信息，是自动化驾驶的基础。目前常用的传感器有摄像头、超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达等，不同频段的雷达传感器对应检测不同的距离范围。

三.自动驾驶传感器的材料如何选取？

雷达传感器的结构：外壳、信号发射装置、信号接受装置（天线）、数据处理集成。自动驾驶汽车的安全性取决于传感器和摄像头的准确性，所以保护传感器不被破坏非常重要。自动驾驶汽车的传感器放置于汽车外，需要考虑外部环境对其的影响，所以对于外壳有以下要求：1.外壳材料要求?不能干扰信号为了确保传感器获取信息的准确性，材料不能干扰或者吸收电磁波信号，要求低介电常数。?耐光老化性雷达壳体长时间受到紫外线的照射下容易发生光老化导致材料降解性能下降、开裂影响传感器寿命。?耐老化性在发动机附近或者车发动机前长时间高温环境中，容易发生热氧老化造成性能损失影响传感器寿命。?耐化学腐蚀车身外部环境复杂，会接触各种洗涤液、沥青、酸雨、汽油等等物质，材料考虑不能被腐蚀。?尺寸稳定性我国跨纬度较大，南北温度差异极大，一般高分子材料尺寸变化受温度影响较大(线性膨胀系数)，材料外壳尺寸波动较大会影响传感器的精度威胁人车安全。?材料加工性能传感器作为外壳体、需要包覆天线、需要固定在车身的不同位置上，结构比较复杂，材料应选取易加工成型的材料。2.汽车之间如何相互“看见”？汽车行驶时周边会有许多的汽车，汽车之间的距离控制非常重要，由上文可知距离是由雷达测量的，但是当汽车车身外壳对于雷达电磁波的反射率较低时会导致车辆之间的距离误判而发生事故纠纷。巴斯夫公司正在研发一种可替代炭黑颜料的颜料，此种颜料可提高反射率，并且可以制造出能够被激光雷达系统探测到的深色涂层。3.毫米波雷达中的PCB板材料要求？自动驾驶汽车必须配备高级驾驶辅助系统（AdvancedDriverAssistantSystem，ADAS），利用车上的各类传感器，随时收集在汽车行驶过程中的数据，进行静态、动态物体的辨识，并结合导航仪、地图数据，进行系统地运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效地增加了汽车驾驶的舒适性和安全性。

ADAS系统图片

目前汽车常用的微波频段为24GHz、77GHz/79GHz频段。汽车毫米波雷达在选择合适的PCB材料时，需满足低传输损失、低传输延迟以及高特性阻抗的高精度控制的要求。?Dk（介电常数）稳定性和一致性材料的Dk越低，信号传输速率越快。线路板材料的Dk通常是各向异性的，在长度、宽度和厚度方向的Dk值都有差异，当传播介质的Dk发生变化时，就会发生波形相位变化，因为较低或较高的Dk，会使信号在传播介质中的速度对应的变快或减慢。?Df（介质损耗）特性高速信号传输电路运行速度是PCB选择考虑的主要因素，电路的速率越高，所选PCB的Df值就应该越小。?铜箔粗糙度铜箔表面越粗糙，对高频波的反射越严重，导致信号的损耗也越严重。但是当PCB板材料厚度较大时，铜箔的粗糙度对Dk影响较小了，整体的Dk会趋近于基材的值。?DK和Df随温度的变化特性线路板材料的温度系数Dk（TCDk）这个指标，就是用来衡量工作温度对设计Dk及性能的影响，较低的TCDk值表示线路板材料对温度依赖性较小。?吸水性PCB板湿度越高，对应的介电常数越高。

?玻纤效应

是指构成PCB介质层的增强材料——玻璃纤维束网状结构之间的间隙引起介质层的相对介电常数局部变化的现象。

PCB的介质层一般由玻纤布和树脂组成，玻纤布的玻璃纤维束空隙填充树脂，由于玻纤布和树脂的介电常数相差较大（玻纤布一般在6左右，树脂是2.5-3.5），在靠近玻纤的走线上信号感受到的介电常数较大，而在玻纤束之间窗口区域走线的信号感受到的介电常数较小，从而导致了玻纤效应。

《高分子介电常数表》分享给大家，供大家参考！