company_banner

О революции в радарах, дедлайнах и выходе в четвертое измерение

    В статьях моих коллег про беспилотные трамваи и тепловозы были упомянуты радары. Они широко применяются в автомобильной отрасли для реализации стандартных функций активной и пассивной безопасности. Решения для высокоавтоматизированных систем управления (включая беспилотный транспорт) требуют более гибких и продвинутых технологий. В Cognitive Pilot радарами занимается специальное подразделение, которое до конца 2019 года работало как Design House, выпуская по контрактной модели решения для автопроизводителей и поставщиков компонентов. Сейчас мы переходим на новую бизнес-модель и готовим к серийному производству линейку радаров для широкого круга заказчиков — от проектов DIY до стартапов и опытных парков. На базе использующихся в проектах Cognitive Pilot решений будут созданы готовые продукты для пользователей, которые можно условно разделить на 3 категории: «MiniRadar», «Industrial» и «Imaging 4D». Подобные устройства активно применяются в самых разных отраслях, поэтому стоит рассказать о них подробнее.



    Выход в четвертое измерение


    Обычно автомобильные радары не могут определять высоту объекта, хотя в индустрии к ним принято применять обозначение 3D, что непосвященным может показаться маркетинговой уловкой. За счет физических свойств сигнала (эффект Доплера) они измеряют 3 параметра [R, Az, V]: расстояние и угол (азимут) до объекта, а также скорость и ее знак (удаляется или приближается объект к излучателю). Типичный набор сенсоров для самоуправляемого автомобиля включает видеокамеры, а также работающие на дальней дистанции в любую погоду радары в системах активной безопасности и способный делать точные измерения трехмерной сцены лидар. Последний стоит недешево (скажем, Uber устанавливает устройства по цене ~$120000), но нужен только для получения трехмерного облака точек и не позволяет отказаться от прочих сенсоров. 

    Мы задумались о выпуске радара, способного заменить дорогостоящий лидар: пропуская промежуточные этапы анализа, расчетов и оценок, сразу скажу, что сделать его оказалось вполне возможно. Уже летом 2017 года был создан первый рабочий макет proof-of-concept с внешней антенной системой на волноводных трактах. Изготавливать ее под наши частоты (до 77 ГГц) пришлось на прецизионном оборудовании — для серийных моделей такая конструкция не годилась из-за громоздкости и дороговизны, но целью первых образцов обычно является проверка концепции. К тому же радар был построен на не самой совершенной элементной базе с активным использованием аналоговых решений. При этом он не содержал движущихся частей и был основан на архитектуре цифровой решетки и цифрового диаграммообразования — примерно так работают радары в истребителях. Главное, что макет позволил доказать принципиальную возможность реализации продукта.


    Вот так выглядит кусочек волноводного тракта многоканальной антенной системы 

    Затем мы решили к CES 2018 сделать первую в мире промышленную версию 4D-радара с планарной антенной системой (о ней расскажем ниже), способного измерять дальность, азимут, угол места и скорость [R, Az, Ev, V]. Чтобы успеть к началу мероприятия, нужно было полностью переработать СВЧ-часть в сжатые сроки. Проблемой стали партнеры: изготовление платы из специального СВЧ-материала по нашему проекту занимало полтора месяца, а для получения рабочей версии требовалось несколько итерацией. От услуг иностранных подрядчиков пришлось отказаться, а в России именно с таким материалом заводы не работают. Для промышленного образца (но тоже уровня proof-of-concept в части материала печатной платы) мы решили выбрать близкого и понятного партнера — томскую компанию АО «НИИПП». Все итерации по изготовлению антенны на производственной линии низкотемпературной керамики LTCC заняли около месяца, за что хочется сказать отдельное спасибо лично Евгению Александровичу Монастыреву. 

    В итоге мы получили тончайшую керамическую пластину большой площади, на которой была разведена планарная антенна. Ее требовалась вклеить в корпус радара, закрепив на титановом (из-за КТР титана и керамики, чтобы плату не порвало при перепадах температур) основании: поскольку сроки горели, пришлось везти его самолетом из Москвы в багаже. Потом нам нужно было собрать радар, успеть испытать его и сделать демонстрационный ролик к 4 января. 


    Хрусть… как говорится, разбили «тарелку» на счастье. кусочек той самой платы из керамики

    Снимок под микроскопом сопряжения керамической антенны и платы с микросхемами приемо-передатчика, выполненного с помощью золотых проволочек толщиной с волос

    Несущая способность у керамической платы невысока, поэтому ее необходимо приклеить к жесткому основанию. Для этой операции использовался специальный пресс — этим тоже занимались специалисты НИИПП. Самый драматичный момент наступил 27 — 28 декабря, когда в процессе сборки устройства лопнуло изготовленное в единственном экземпляре изделие. Коллеги из Томска вошли в наше положение: с криками «своих не бросаем» и «наши в Лас-Вегасе», ребята запустили технологическую линию и работали 30 и 31 декабря, чтобы к 1 января мы получили собранную систему. За 2 дня мы полностью смонтировали, настроили и отладили «железо», а к 4 января сделали показывающий его работу демо-ролик. Конечно дальше мы использовали все тот же импортный материал с нужными радиочастотными свойствами, но в конце 2017 года изготовить подходящий прототип в срок смогла только отечественная компания. 


    Так выглядел законченный прототип радара: по сути мы взяли собственное шасси и встроили в него антенную систему, использовав наши аппаратные модули стриминга данных и т.д.


    Уже доработанная версия «после CES» выглядела так

    Конструкция и принцип работы радаров


    Нам потребовалось создать относительно недорогие компактные устройства без движущихся частей, чтобы их могли себе позволить небольшие стартапы и даже самодельщики. Поскольку законы физики обмануть невозможно, разработка СВЧ-части стала серьезной проблемой: для получения высокого углового разрешения потребовалась полноценная фазированная антенная решетка. Во все радары мы устанавливаем планарные (микрополосковые) антенные системы, реализованные в виде дорожек особой формы на платах. Из-за высоких радиочастот (до 81 ГГц) использующийся в обычной электронике текстолит для их изготовления не подходит — необходим специальный материал, обеспечивающий низкий уровень затухания сигнала на погонный сантиметр. 

    Другая проблема связана с электронной начинкой устройства, которая должна быть компактной, но довольно функциональной. Радары обрабатывают информацию на борту, а не просто выдают некий аналоговый сигнал — на выходе пользователю необходимо получать координаты объектов, а также направление и скорость их движения. Микроэлектроника в последние десятилетия шагнула далеко вперед и сейчас на рынке доступны высокоинтегрированные системы, позволяющие реализовать многие нужные функции. Модели последнего поколения позволяют сделать радар на одном чипе, правда это будет относительно простое устройство. В чипе есть аналоговая часть, включающая блоки приемников и передатчиков, АЦП, а также аппаратные ускорители, которые делают, в частности, быстрое преобразование Фурье. В цифровом блоке имеются процессор DSP (Digital Signal Processing) и ARM-процессор. Уровень обработки информации согласован с возможностями самого датчика: в радары с небольшим количеством каналов и наименьшим разрешением по углу устанавливаются соответствующие их потребностям чипы. 



    Все радиолокационные датчики Cognitive Pilot работают по принципу MIMO (Multiple Input Multiple Output; множественные входы, множественные выходы — метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала). Блоки приемников и передатчиков разнесены геометрически, при этом передатчики могут излучать сигнал по очереди (временное разделение каналов) или в виде разных кодовых последовательностей (кодовое разделение каналов), а также сочетая эти подходы. Таким способом можно улучшить характеристики радара без усложнения и удорожания конструкции. Главный плюс здесь — уменьшение необходимого количества приемных каналов. В самых маленьких наших радарах, к примеру, 3 передатчика и 4 приемника. Передатчики одновременно излучают разные кодовые последовательности, нечто подобное сделано в стандартах 3G и CDMA. Четыре физических приемника отдельно принимают их и собирают сигнал от каждого передатчика — в итоге получается 12 виртуальных приемных каналов, в результате чего разрешение увеличивается втрое без модификации физической конструкции. В противном случае для достижения аналогичного результата потребовалось бы еще 8 приемных трактов, линий и дополнительных АЦП, что усложнило бы дизайн и увеличило бы стоимость радара кратно.

    Весь стек разработки мы делаем сами: проектируем часть СВЧ, электронную начинку и прочие аппаратные компоненты, а также создаем дизайн устройства. Железо — очень важная, но только составная часть радара. Как он работает и какие данные можно из него вытащить, зависит от алгоритмов: детектирование объектов, фильтры вторичной обработки, кодовые последовательности — это все мы также проектируем сами. Всю алгоритмику математической модели, начиная от формирования сигналов. Для этого в однокристальном решении, на котором основаны радары Cognitive Pilot серии Mini, зашито довольно сложное микропрограммное обеспечение. В нем можно выделить различные подсистемы, например, для управления аналоговой периферией или аппаратными ускорителями. Решение гибко настраивается, позволяя оптимизировать потоки данных и их перемещение между разными блоками. 



    Модельный ряд


    Радары серии Mini — это готовые одноплатные решения, которые можно подключить через разъем CAN или SPI (в зависимости от модификации), скажем, к бортовому компьютеру автомобиля и даже к популярному у самодельщиков микроконтроллеру Arduino. Другие серии похожи на них с точки зрения антенных систем (горизонтальный угол обзора у всех моделей составляет от 120° до 150°), но это уже более сложные решений из нескольких модулей (СВЧ, цифровая обработка, питание и интерфейсы). В них значительно больше каналов, а значит гораздо выше и угловое разрешение: в моделях Industrial, например, уже 32 приемника, что требует серьезных вычислительных мощностей. Помимо основной аналогово-цифровой платы с набором приемопередатчиков и антенной системой здесь приходится устанавливать дополнительные блоки (платы) цифровой обработки с довольно мощным процессором DSP и адаптером Ethernet с подачей питания по сетевому кабелю. 



    Радар Imaging 4D при горизонтальном угле обзора в 120° — 150° еще качает луч в вертикальной плоскости. Зная, в какой момент появляется и пропадает отраженный сигнал, можно взять пеленг, понять вертикальный угол направленного на объект луча и определить третью координату точки. Доведенная до серийного исполнения версия 4D-радара первого поколения была лицензирована с несколькими нашими заказчиками. С тех пор мы продвинулись дальше и сейчас готовим новое решение с более совершенными чем использованные в 2017 году технологиями. Которые, к слову, не будут иметь контрактных ограничений, а потому станут доступными для широкого круга пользователей.


    Фото актуальной модели Imaging 4D

    Устройства различных серий отличаются функциональностью, а также качеством выдаваемых результатов. Серия Mini предназначена для реализации в автомобилях системы экстренного торможения, адаптивного круизконтроля или контроля слепых зон. Датчики Industrial можно использовать в автоматизированных промышленных комплексах, в системах мониторинга или, скажем, на тепловозах, а продвинутые решения Imaging 4D предназначены для самоуправляемого транспорта.

    Планы на будущее


    С начала 2020 года мы пытаемся сделать радарные технологии Cognitive Pilot доступными массовому заказчику. Наработок довольно много: синтезированная апертура для изображений ультравысокого разрешения, оценка сигнатур объектов по возмущениям микро-допплера, сверхразрешение, локализация на основе радарных данных.

    image
    Высокое разрешение — так радар видит припаркованные автомобили в режиме синтеза апертуры

    Мы создаем решения в разных технических и ценовых сегментах, чтобы пользователи могли выбрать оптимальное для своих проектов. В общем планов много, классных задач еще больше (R&D у нас не скучает), так что в следующих статьях мы подробнее расскажем читателям об используемых нами технологиях.
    Cognitive Pilot
    Делаем ИИ-системы управления наземным транспортом

    Комментарии 67

      +7

      Как всегда интересные статьи от вашей компании. Спасибо!

        +1
        Если рядом едут два автомобиля с вашими радарами, как вы предотвращаете их влияние друг на друга?
          +3
          Задача межрадарной интерференции достаточно интересна и сложна одновременно. На текущий момент нет стандарта описывающего способ избегания интерференций в принципе. Есть несколько подходов помогающих уменьшить влияние сторонних радаров. Из основного это разнесение излучения с радара по времени и/или частоте.
          Например начинать излучение в случайные моменты времени. Или изменять скорость(крутизну) изменения частоты ЛЧМ.
          В целом одновременная работа нескольких радаров не знающих друг о друге проявляется в повышении общего уровня шума на радиолокационной картине.
            0
            Обычно применяют Staggered Pulse Repetition Freq (PRF), т.е. тактируется передатчик псевдослучайной задержкой, а не только кодом Баркера и тп
          0
          Пора LTCC на замену ЛУТ. Вычитал, что кроме Au + Ag материала дорожек можно и медь.
            +1
            Использовали то, что было доступно на тот момент под рукой.
            0
            Оборудование Keysight на фото из вашей лаборатории?
            0
            Приветствую.
            Скажите а что будет если два или более одинаковых ваших радара, будут работать на небольшом удалении друг от друга, например в потоке автомобилей?
            Как вообще радарные/лидарные системы решают вопрос взаимных помех и наводок?
              +1
              Скажите а что будет если два или более одинаковых ваших радара, будут работать на небольшом удалении друг от друга, например в потоке автомобилей?
              Да, работать будут, так как вопрос интерференции (устойчивости к ней) решается за счет физического принципа работы FMCW радара — грубо говоря чтобы помеха ослепила радар, нужно обеспечить точную синхронизацию радаров между собой, что даже в намеренном случае представляет собой проблему.
              Как вообще радарные/лидарные системы решают вопрос взаимных помех и наводок?
              Будет ли чувствовать радар другие радары — безусловно, физика процессов к сожалению везде одна и наличие множества радаров в одной зоне действия приводит к тому, что в первую очередь слабые отклики начинают маскироваться, то есть эффективная чувствительность снижается, скажем так. Но это не относится к «нашему» или «чужому» радару, это физические аспекты справедливые как для радара, так и для системы связи.
              +1
              Мощность передатчиков до 20мВт для выхода из-под ограничений? А как бытовая микроволновка влияет на входные каскады приёмника? Не «затыкает» АРУ?
                +3
                Мощность передатчиков до 20мВт для выхода из-под ограничений?
                20 мВт это порог, совершенно верно, более того, штатные чипсеты сделаны так что работают только до этого уровня, конечно можно ставить усилители и тд, но это сразу вылет за нелицензируемые требования и применять такие решения нельзя.
                А как бытовая микроволновка влияет на входные каскады приёмника? Не «затыкает» АРУ?
                Бытовая техника — никак, только если не положить радар внутрь СВЧ печи :)
                Слишком разные диапазоны частот, антенны это не только штука, которая излучает, но и так же это очень хороший фильтр, сложно под нужный диапазон сделать так чтобы все работало как надо, а о том чтобы загнать туда сигнал другого диапазона.
                  0
                  Частотный спектр излучения печки гораздо ближе к WiFi и Bluetooth и то как то уживаются вместе.
                    0
                    Спектр сигнала радара намного шире (я предполагаю) чем WiFi BT, и для его «полезной информации» помехи гораздо чувствительнее чем парочка потерянных пакетов WiFi BT. Когда мы в радаре говорим о детектировании изменения фазы сигнала на 70G, то тут комар носа «не должен подточить» в спектре отражённого ШПС сигнала. Конечно возможно требуется длинное усреднение, но это снизит «быстродействие» радара. Кстати интересно с какой задержкой сабж детектирует перемещения. Кстати на таких частотах даже облако пара (выхлопного газа) уже должно быть видно.
                    Однако Вы правы, всё таки WiFi BT уживаются с микроволновками как-то.
                      +1
                      Скорость работы что в помещении что на улице одинаковая, цикл обработки занимает не более 20 мс, что обусловлено требованиями безопасности автопроизводителей.
                      Размер частиц пара всё же много меньше длины волны и не оказывает катастрофического воздействия на сигнал. Мы наоборот вполне неплохо видим в условиях тумана и сильного задымления.
                      В том числе подобные датчики используются для детектирования людей в помещениях во время пожара.
                  +1
                  del
                    0
                    А какая мощность таких 4D радаров?
                    Мощность ограничена 20 мВт, это настолько мало, что относится к нелицензируемой категории устройств, работающих в выделенных ISM диапазонах (для радаров это 24 и 76-81 ГГц).
                    Тут народ с 5G хайп поднимает, а 80GHz вообще обрадует :)
                    Про 5G история конечно смешная и грустная. Должен сказать, что в этих диапазонах уже десятилетия работают автомобильные и другие радары (например, это могут быть датчики открытия дверей в магазинах и тд), уровни мощностей те же, то есть минимальные, просто люди обычно не задумываются как работают черные ящики, которые их окружают.
                      +1
                      а уж если сказать, что свет — это тоже высокочастотное электромагнитное излучение, то вообще жить в потемках будут…
                        0
                        Они и так там живут, фигурально выражаясь.
                    0
                    Есть ли какое-то регулирование для покупателей таких устройств? Какова вероятность возникновения необходимости ответить на вопросы о том зачем такое устройство куплено?
                      0
                      Есть ли какое-то регулирование для покупателей таких устройств? Какова вероятность возникновения необходимости ответить на вопросы о том зачем такое устройство куплено?
                      Так как это устройства работающие в ISM диапазоне, то специальных разрешений не требуется, в случае необходимости предоставляется производителем (нами).
                      0
                      Если бы ваши конкуренты решили купить ваши радары они смогли бы достичь тех же результатов который сейчас у них есть при использовании лидара?
                        0
                        Ну, это гипотетическая ситуация, это зависит от их рук и голов прежде всего, но я думаю что да, смогли бы.
                          +1
                          Получается радаром можно получить такое же облако точек как у них на картинке (Рисунок 8. Пример данных с лидара на станции Лужской) и определить человек перед ними или столб, или короб?
                            0
                            Конечно картинка не будет точь-в-точь, так как физика процессов разная, радиоволны отражаются иначе (применительно к отношению длина волны/размер объекта), но в целом контуры и основные точки в пределах габаритов объектов будут формироваться схожим образом. Но если не ошибаюсь, классификацию объектов чаще всего в боевых решениях делают по камере, так как по облакам точек делать это тоже не просто, а с некоторых расстояний почти невозможно.
                        0
                        Питание на радары как заводится? Какие требования?
                          0
                          Питание на радары как заводится? Какие требования?
                          Бортовое питание 12/24 В номинал, ну а внутри уже через стабилизаторы и PMIC (power management integrated circuit) раскидывается по потребителям
                          0
                          Спасибо за статью. Хотелось бы больше техичсеких подробностей.
                          1. Как происходит управление ДН?
                          2. Какие используются зондирующие сигналы? Излучение непереывное?
                          3. Если планируются изделия для DIY то будет ли возможность самому написать алгоритмы обработки сигналов?
                            +1
                            1. Используется цифровое диаграммообразование. Диаграмма направленности со своими конечными характеристиками образуется в процессе обработки принятых сигналов. Также используется технология MIMO для передающих для увеличения числа виртуальных приемных каналов.
                            2. В своих радарах сейчас используем ЛЧМ сигналы. Излучение можно считать непрерывным(в классике). В реальности выходной сигнал включается только в некоторые моменты.
                            3. Сейчас прорабатываем такие варианты. В том числе пытаемся понять какой уровень в блоках обработки сигналов предоставить конечным пользователям.
                              0
                              1. На картинке ФАР из множества элементов. Неужели качания луча изменением фазировки элементов нету?
                              2. Классический ЛЧМ или от ЛЧМ осталась только идея путем линейных преобразований получить длинный импульс из короткого при передаче и наоборот при обработке?
                              3. На мой взгляд нужен такой уровень чтобы можно было самостоятельно формировать сигналы, их записывать и реализовывать последующую постобработку с накоплением/синтезрм апертуры/…
                                0
                                1. не совсем понял про какую картинку речь. Имеется в виду активные фазированные решетки? Мы не используем эту технологию в её классическом представлении. Обычно это большой набор аналоговых приёмно передающих модулей, у каждого можно производить корректировку фазы и амплитуды. При этом конструкция получается весьма громоздкая, дорогая и горячая. Ну и заодно требуется время на последовательный осмотр всего пространства.
                                У нас, в большинстве случаев, используется широконаправленное излучение и все объекты мы облучаем одновременно. А уже над принятым сигналом проводим преобразования и получаем информацию обо всех объектах в поле зрения. Их положение, и радиальную скорость.
                                2. Скажем так, цикл излучения(frame) состоит из нескольких ЛЧМ импульсов(chirp'ов). Внутри каждого чирпа мощность излучения постоянна, а между чирпами выключена. длительность чирпа может сильно меняться в зависимости от конфигурации радара.
                                3. Если нужен самый нижний уровень доступа к железу, то в принципе производители чипов предоставляют отладочные платы на основе своих решений, там возможно провести все желаемые обработки. Мы больше говорим о людях которым хочется что то скорректировать уже на достаточно высоком уровне обработки (изменить диапазоны дальности, скорости, уровни порогов, характеристики трекинга и тд)
                                  0
                                  рука дрогнула, паrдон.
                                  +2
                                  На картинке ФАР из множества элементов. Неужели качания луча изменением фазировки элементов нету?
                                  Нет, и это на самом деле самый прогрессивный способ, цифровая ФАР, фазировка элементов применяется обычно там, где нет другого способа качания лучом, это элементы аналогового диаграммообразования. Ну или элементов так много, что приходится собирать их в подрешетки, а уже эти подрешетки оцифровываются и собирается единый луч. Цифровое же управление дает возможность производить фазировку в цифре, производя операции комплексного умножения, тем самым избавляясь от всех «прелестей» аналоговых решений. Очень круто, на самом деле что такие решения доступны в аппаратной части с такой низкой стоимостью, потому что еще совсем недавно о таком можно было мечтать. Есть классное (по оригинальности) решение от Continental, наверное начала 2000-х, там внутри вращался специальный барабан с бороздками разной конфигурации для того чтобы аналоговым образом управлять лучом. Разобрав его первый раз мы не могли понять сначала что это вообще за пепелац и где там вообще СВЧ.
                                  Классический ЛЧМ или от ЛЧМ осталась только идея путем линейных преобразований получить длинный импульс из короткого при передаче и наоборот при обработке?
                                  Достаточно простой принцип, есть много материалов, «вместо тысячи слов»
                                  приведу картинку

                                  и ссылку на один из хороших туториалов, чтобы стало понятнее. Это общие принципы для всего класса FMCW радаров выпускающихся на рынке.
                                  На мой взгляд нужен такой уровень чтобы можно было самостоятельно формировать сигналы, их записывать и реализовывать последующую постобработку с накоплением/синтезрм апертуры/…
                                  Для рядового пользователя которому нужен радар как сенсор plug-and-play, чтобы его устройство ездило/летало/обнаруживало этого не нужно (для таких пользователей и предназначен радар как продукт), а более сложные сценарии возможны, но к сожалению уже с более крупными заказчиками так как это кастомные вещи и нужно привлекать наших инженеров для выхода за стандартные режимы.
                                    0
                                    Аналоговое управление лучом и формирование ДН позволяет повысить энергетику. За картинки с ЛЧМ спасибо кончено, хотя я в курсе про базовые идеи.
                                    Меня радар интересует не как сенсор plug and play а скорее как SDR с радарной антенной.
                                +1
                                1. Цифровое диаграммообразование (digital beamforming), то есть мы получаем сразу картинку по всей области видимости и по всей дальности, это на самом деле можно сказать стандарт в этой области
                                2. Непрерывное излучение ЛЧМ сигнала, пилообразное, это позволяет получать очень низкие частоты сигнала ПЧ на выходе и делать обработку доступными АЦП и процессорами. Обработка через согласованный фильтр для точно такого же радара привела бы к тому что он будет стоить как минимум в десять раз дороже, сложнее и тд. Есть в этом конечно и свои плюсы,, но это уже решения категории спец
                                3. Только если вы разберетесь как работать с чипом и сами сделаете все «мозги», то наверное можно, так как это тесно связанные вопросы по работе в такой embedded системе. Публиковать свои исходные коды мы не планируем. Но в целом, учитывая что для поднятия этого нужно разбираться в большом количестве вопросов (MIMO, кодовые последовательности, сборка ДН и обработка доплера и тд и тд), на мой взгляд задача мало целесообразная для DIY проектов. Но мы планируем дать возможность настройки параметров, пороги детекции, вторичной фильтрации и тд, надеюсь этого будет достаточно для большинства пользователей
                                  0
                                  Если честно в вопросе 3 меня как раз и интересует возможность экспериментировать с обработкой сигналов и тем что можно из них вытянуть, а не готовый блок для обнаружения препятствий.
                                0
                                А можно ли такой радар например использовать в качестве аналога рентгеновской рамки при досмотре? Упоминается что радар может делать предположение о материале. Как у него с проницаемость человеков?
                                  +1
                                  С человеками не очень :) Радары используют в досмотровых решениях, часто это терагерцовые диапазоны частот (сотни ГГц, обычно до 300), но это специализированные решения с механическими сканерами и тд, а те диапазоны частот которые используем мы не обладают проникающей способностью и не проникают (в достаточном уровне) в тело человека (скин-эффект нам помогает) и предметы. Поэтому для задачи просветить насквозь обычно применяют рентген. Ну есть «видение через стены» с помощью длинноволновых радаров, но это тоже уже редкость для спецназа.
                                    0
                                    Вам сюда: novelda.com
                                      0
                                      Или сюда: vayyar.com

                                      На самом деле сейчас несколько компаний занимаются чипсетами с множеством каналов, но если вы обратите внимание на характеристики, то это решения «ближнего действия», контроль в комнате, в автомобиле и тд, то есть небольшие дистанции (и небольшие скорости). Чипсеты для транспорта тоже идут в эту сторону, но чуть медленнее так как требования таковы что радар должен работать на десятки сотни метров, плюс иметь уровни ASIL-B/D в functional safety. Мы с удовольствием вделаем решения на базе таких чипов как только они станут доступны.
                                      Кстати, в гугл Pixel тоже стоит радарный сенсор ближнего действия и в принципе может распоснавать паттерны жестов)
                                  0
                                  Порядок цен, для интереса?
                                    0
                                    Здесь можно оставить заявку, вышлем информацию если интересно
                                      +1
                                      Вот интересно: почему бы не опубликовать цену в общем доступе? Вашим продавцам заняться нечем, кроме как отвечать на подобные запросы? В чём смысл этой игры в прятки?
                                      К тому же, у вас запросили даже не цену, а её порядок. Но нет, ради этого Вы предлагаете человеку кому-то что-то писать. Зачем?
                                        +2
                                        Я где-то выше отвечал на такой вопрос, соображения достаточно простые — если вопрос действительно находится в зоне интереса (личного DIY или профессионального, то оставить запрос не составляет проблем, там меньше времени чем Вы написали свой комментарий. В ответ придут данные по стоимости и техническая спецификация.
                                        Так как продукт новый и не вся документация и готова (релиз в конце лета), мы очень внимательно относимся к вопросам первых продаж и хотим предоставлять новую информацию в процессе ее появления, в том числе Errata, поэтому работаем с каждым потенциальным пользователем.
                                        Но допускаю что это может иногда вызывать недопонимание, поэтому ответ на Ваш вопрос — стоимость планируем удержать в пределах 10-20 тыс руб в зависимости от исполнения и некоторых других аспектов (курс доллара в том числе). Наша цель — сделать его максимально доступным для широкого круга пользователей, в том числе DIY
                                          0
                                          Я всё ещё не понимаю почему бы просто не написать цену «от 10к до 100к в зависимости от разных параметров», но спасибо за информацию.
                                    +1
                                    Спасибо за интересную статью, хотелось бы взглянуть на внутренности устройства по слоям, так сказать. Если конечно это не коммерческая тайна. Интересное устройство получилось))
                                      +1
                                      Спасибо за интересную статью, коллеги!
                                      Хотелось бы чуть больше технических подробностей, по картинке с разбитой платой можно сделать вывод, что у вас по столбцам (видимо, по углу места) частотное сканирование применяется, а по азимуту уже классическое цифровое диаграммообразование?
                                      Самим тоже интересна данная тема, приятно видеть, что кто-то тоже занимается виртуальными решетками за счет «ЦАР на передачу», я так понимаю, что в боевые образцы это пока не внедрено у вас (судя по представленным конфигурациям решеток на фото и ЛЧМу)?
                                        0
                                        Да, в первых решениях приходилось заниматься ухищрениями для сохранения положения луча в широком частотном диапазоне и приходилось делать частотно-зависимые структуры в антенне (нежелательные паразитные качания лучом приводят к разного рода артефактам).
                                        На фото как я писал это первые шаги в этом направлении из разряда «как это было», сейчас же мы работаем уже несколько в иных архитектурах антенн, за эти пару лет прошли большой путь.
                                        Тем не менее, в то время в боевых образцах уже на Rogers эти решения были сделаны и законтрактованы с несколькими партнерами (мы выступали как Design House). В текущих радарах которые будут доступны в этом году пользователям, и которые сейчас боевые лошадки в наших проектах, например с локомотивами, как раз и применяются подходы MIMO с кодовым и временным разделением, да и в ImagingRadar следующего поколения (в нашей линейке) тоже без этих технологий не обошлось (будет доступен широкому кругу пользователей в след году).
                                        +1
                                        А как в итоге прошла CES 2018, и заинтересовал ли радар индустрию автономных автомобилей (в 2018 и сейчас)?
                                          +1
                                          На CES'18 мы привозили наши решения по техзрению, и стенд был выстроен вокруг этого (тут последние дни работы выставки в записи live трансляции с нашего стенда), и на десерт были радарные демо. В ту выставку было много интересных контактов и знакомств, даже образовывались периодические очереди к нашим коллегам, которые работали на выставке, а в целом тогда к нам окончательно пришло понимание того, что нет монополии на технологии и компания из России так же интересна и востребована как из любой другой точки мира, в этом отношении еще было полезно снять внутренние комплексы про то, что нас (российские компании) как то не воспринимают на мировых площадках
                                          0
                                          Хорошая статья с интересным рассказом о разработке. Несколько лет назад мы также анализировали возможность разработки в России радара, смотрели чипы компаний Infineon, NXP, нашли производителей, способных работать с низкотемпературной керамикой, но отказались из-за посредственных результатов радаров Bosch, Continental на жд инфраструктуре. То, что вы сделали подобный радар заслуживает восхищения. Хотелось бы выяснить следующие вопросы:
                                          1. какие чипы вы используете в радаре (если это не относится к коммерческой тайне);
                                          2. какая разрешающая способность по азимуту
                                          3. какая разрешающая способность по высоте
                                          4. какая максимальная дальность обнаружения людей на железнодорожной инфраструктуре?

                                          А также, был бы очень признателен, если бы вы привели данные с вашего радара в движении по станции, установленного на тепловозе, с синхронизированным изображением от камеры.
                                          Спасибо за статью и успехов вам в дальнейшей разработке радаров!
                                            0
                                            Спасибо за оценку, мы работаем с несколькими вендорами из «большой пятерки», в частности с Texas и не только. По техническим характеристикам — если они Вас интересуют, оставьте заявку на сайте и мы вышлем спеки (секретов нет, высылаем на все запросы, но так мы немного отсеиваем очень праздное любопытство от профессионального), только сделайте пометку Хабр, чтобы отправили спеку не только на мини радар, а на пару моделей. Данные в движении и тд тоже предмет для обсуждения, если интерес предметный можем обсудить
                                            0
                                            Интересный проект но вероятно слишком дорогой для DIY, Mini Radar я так понимаю работает только по азимуту и не способен вертикально отклонять луч, было-бы здорово если мог, тогда его можно было-бы поставить на дрон, 100 — 300м как раз вполне достаточно, какая у него ширина ДН?
                                              0
                                              Сейчас это первая версия которая обладает в общем то наилучшими характеристиками по угловому разрешению (для Single-chip) и действительно для ряда DIY проектов могут быть дороговаты, так как это сенсор который и в Industrial решениях будет применяться. Думаю что в будущем мы сделаем другие редакции с более простыми решениями по железу которые можно будет сделать еще дешевле.
                                              По азимуту FoV 120 град, вертикальный луч довольно узкий (ДН около 5 град), поэтому при правильной установке потенциально использовать для предотвращения столкновений возможно, так как вне ширины луча отметки будут исчезать (но зависит конечно от энергетики)
                                              0
                                              А какова дальность действия радара?
                                              Задумался о применении на парусной яхте, привлекают размеры, вес, отсутствие движущихся частей и малое энергопотребление.
                                              3 радара с углом 120 градусов дадут непрерывный круговой обзор.
                                                0
                                                Смотря по каким объектам, человека нужно обнаружить или причал/другую яхту/лодку.
                                                Если объект условно от лодки и более, то дальность действия для одной модели будет 150-250 метров (более дорогая), для мини-радара до 100 метров.
                                                Проблема с лодкой может быть такого характера, что при качке радар будет нырять вверх-вниз, и на больших дальностях могут быть мерцания целей. Так как они разрабатывались для наземной техники, там такого эффекта нет.
                                                  0
                                                  Бояре на лодках могут себе купить систему как на видео. Работает при помощи видеокамер, но похожие на ваш радар устройства вероятно были бы удобнее т.к. их можно установить за пластиковым корпусом и нечему будет портиться солёной водой.

                                                    0
                                                    Объекты — другие лодки, большие корабли, берега, другие достаточно крупные объекты.
                                                    150-250 метров очень мало, к сожалению.
                                                    У обычных морских обычно 24 или 36 морских миль, это 45 или 67 км примерно
                                                  0
                                                  Интересно, какие подложки для СВЧ плат используете?
                                                  Не пробовали RO4003C или ФАФ-4Д с покрытием хим серебром?
                                                    0
                                                    Мы используем СВЧ подложки разных производителей в зависимости от частотного диапазона и сложности топологии ПП. 4003 использовали для тестов в том числе, насколько я помню. С ФАФ честно говоря не экспериментировали, наши платы зачастую разрабатываются с достаточно высокими технологическими требованиями (во первых диктуемыми производителями СВЧ чипов) и отечественные производства далеко не всегда берутся за такие платы. А как у него (ФАФ) с многослойностью и термической стойкостью?
                                                      0
                                                      Я многослойные СВЧ платы ещё не делал, у ФАФ-4Д диапазон рабочих температур -60 +260.
                                                      Ещё ФАФ достаточно мягкий и к нему очень сложно что-то приклеить в случае необходимости доработки.
                                                    0
                                                    И всё-таки непонятно — почему первая производная одной из координат считается ещё одним измерением?
                                                      0
                                                      Потому что эта характеристика не является пересчётной величиной из оценки положения объекта между измерениями.
                                                      Скорость объекта измеряется напрямую за счёт доплеровского смещения отраженного сигнала. Классический пример: радар ДПС, который в простейшем случае работает в одномерном режиме и измеряет только скорость(доплер) объектов без получения информации о дальности или угловом положении.
                                                      Стандартные лидары например не могут напрямую оценить скорость и пользуются пересчётами, но в последнее время также начали появляться решения с прямой оценкой скорости. Хотя насколько я знаю они ещё не вышли в массовый сегмент, а больше относятся к исследовательским.
                                                      0
                                                      1. Хотелось бы узнать насколько у вас уходит диаграмма направленности в угломестной плоскости при серийном производстве узкоугольных антенных решеток.
                                                      2. В продолжение первого вопроса, выход годных при серийном производстве.
                                                      3. Проводили ли Вы измерения диаграммы направленности антенны после охлаждения до минус 40 градусов? Учитываете ли Вы изменения амплитудно-фазовых характеристик приемного и передающего трактов в широком диапазон изменения температур?
                                                      4. Проводили ли Вы испытания на электромагнитную совместимость по автомобильным стандартам? Есть ли сертификат?
                                                      5. Выполняет ли Ваше ПО на датчике требования iso 26262?
                                                        0
                                                        Уход диаграммы зависит от отклонения фактических параметров материала и технологии изготовления печатной платы от эталона (мы проектируем антенны с учетом возможностей завода-изготовителя ПП). Мы работаем с проверенными изготовителями ПП и по каждой изготовленной партии получаем технологические образцы для объективной оценки качества и структуры слоев (такие срезы плат залитые в прозрачный пластик). В общих случаях выход годных обычно близок к 100%, мы говорим о том что сколько плат мы заказали и сколько получили, при этом на производстве случаются проблемы, но дефектные платы выявляются при проверке на выходном контроле завода. У нас были случаи когда мы заказываем платы и приходит несколько листов с платами (они изготавливаются в заготовках стандартных размеров) и там из 4-х плат на листе отбракованы заводом 2-3 платы. То есть завод не смог устойчиво выдержать нормы и получить нормальный выход годных, но на нашем заказе это не сказывается, так как они делают до тех пор пока не получится заказанный объем. В последствии этот завод перестал брать проекты с такими нормами так как для них это оказалось дорого — такой процент внутреннего брака.

                                                        Температурные измерения мы проводим при начальном проектировании и подборе материала и в процессе испытаний радара как изделия. Вообще и материалы и компонентная база здесь довольно хорошо проработаны и производители приводят температурные кривые и в целом есть «рекомендуемые пакеты» которые специально проработаны для использования automotive grade, так что в некотором смысле здесь нет слепых зон, рынок и решения хорошо обкатаны.

                                                        Какой именно сертификат по ЭМС? ПО по требованиям ISO мы делали для заказчиков из автомобильной отрасли, на широкий рынок (робототехника, DIY проекты, advanced engineering) мы делаем упрощенные варианты сенсоров чтобы выдержать минимально возможную цену, поэтому в этих решениях мы не используем automotive grade элементную базу и ПО, только Industrial grade. Если возникнет интерес со стороны автомобильных компаний — переставим чип и ПО для их проекта, это обычно всегда некая адаптация под их проект и бортовую систему.
                                                          0
                                                          1. Учитываете ли Вы изменения амплитудно-фазовых характеристик приемного и передающего трактов в широком диапазон изменения температур?

                                                          2. До каких серийных объемов вы достигли? 100 шт, 1000 шт.,10 т. шт.?

                                                          3. По ЭМС Вы проводили испытания по ISO 10605, ISO 16750, ISO 11452, CISPR 25? Если проводили, то получили сертификат?

                                                          4. Какая у Вас разрешающая способность (без трэкинга) в азимутальной плоскости?

                                                          5. Применяете ли Вы алгоритмы подавления боковых лепестков при цифровом диаграммообразовании?

                                                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                      Самое читаемое