越來越多中等甚至低成本的汽車正在廣泛搭配輔助駕駛技術，技術平權的觀點也獲得了普遍認可。駕乘者的輔助駕駛體驗，需要更安全以及更可靠的電子系統作為底層支撐，構建環境與汽車之間溝通的重要橋梁就是傳感器。

汽車輔助駕乘安全需要各類傳感器的配合，毫米波雷達就是其中一項相對新興的技術，毫米波雷達和圖像傳感器一樣，都可以感知外部環境信息，可應用于前向雷達、角雷達以及成像雷達等等多個方面，可以與攝像頭一起進行數據融合，提供最可靠的感知數據。

另外，除了車輛外部之外，毫米波雷達還可以感知汽車內部環境，從而進一步保護駕乘安全。比如車內兒童檢測、車輛乘員檢測/定位和分類以及入侵者檢測等感知場景，利用毫米波雷達都可以確保更高的安全性。

單芯片毫米波雷達優化系統設計

毫米波頻率大致范圍是 10GHz - 200GHz，目前汽車應用主要分為三個頻段，24GHz、60GHz 以及 77GHz。頻率越高的毫米波，波長就越短，檢測目標就越精細但實現難度更高。目前車外應用主要以 77GHz 為主，也有部分 24GHz，車內雷達則以 60GHz 為主導，但值得注意的是，60GHz 毫米波目前尚未在無線電管理領域形成統一標準，需要與監管機構合作以獲得更多許可或說明。

毫米波雷達傳感器相對于圖像傳感器具有多種優勢，包括可以穿透塑料、衣服和玻璃等非金屬物體；不受霧、雨、雪和不良或刺眼光線等環境因素的影響；可以準確的感知呼吸和心跳等活體指標；另外還有一個關鍵則是毫米波雷達不會儲存任何影像資料，可以保護隱私。

以往，雷達系統通常需要使用多個分立芯片來構成，這些雷達系統體積龐大、功耗高且售價不菲。如今，毫米波雷達芯片供應商可以利用RF-CMOS 工藝，將射頻收發單元、PLL、模擬數字信號鏈以及數字處理部分整合在一起。但盡管如此，很多解決方案都需要一個外部的 MCU 或 DSP 來處理雷達數據。以德州儀器為代表的供應商，真正把所有雷達子系統都集成到了單芯片中，從而將雷達系統的尺寸和外形尺寸縮小了 50%，并且降低了系統成本和硬件開發門檻。

CPD 功能確保兒童安全

CPD (Child Presence Detection) 兒童遺忘提醒功能，是最近一項熱門的艙內安全部署方案，該場景可以充分體現出毫米波雷達的優勢——更精細及可靠的探測，更好的隱私性以及更靈活的部署。

據美國一項調查顯示，1990 年至 2023 年期間，約有 1083 名兒童被留在車內因中暑死亡；過去五年間，平均每年有 40 名兒童因此死亡，在這其中有超過一半以上是父母不知情狀態下遺留造成的。為了預防這種悲劇一再發生，世界各國都開始正視 CPD。比如歐盟已經將 CPD 技術列為 “E-NCAP 2025” 的標準配置之一，要求 2025 年所有新車輛必須配備 CPD 技術才能獲得最高安全評分，美國的熱車法案也有望于 2025 年通過，中國 2024 的 C-NCAP 上也首次將 CPD 納入評價體系。

CPD主要由幾大系統構成，包括檢測系統及提醒系統。一般而言，CPD 檢測的實現方式分為直接識別和間接識別兩大類別，提醒系統則包括了手機通知、汽車警報等方式。

直接方式指通過嘗試檢測心跳、呼吸、運動、或其它生命指征來判定車內否存在活體生物。間接方式指通過車門打開、壓力感應、電容感應等一些邏輯信息來推斷車內人員存在的可能性。例如，壓力感應通過檢測座椅上的壓力變化來判斷是否有兒童遺忘在車內。間接方式的優點是準確性高，容易安裝；缺點是對放置的物體會有誤報，而且對于不在座位上的活體無法有效檢測。目前，主流直接檢測方式主要包括了攝像頭、UWB 以及毫米波雷達三大主流技術。

CPD 應該選擇哪種技術路徑

值得一提的是，從 2025 年開始，只有采用直接傳感技術的 CPD 解決方案才能獲得 E-NCAP 評分，所以直接識別方式無疑是未來市場的重點。另外，E-NCAP 還提高了檢測覆蓋要求，例如腳墊上，后備廂等都需要檢測到。

其中攝像頭由于隱私及光線遮擋等問題，并不適合最新的 CPD 要求。60GHz 毫米波雷達和UWB則是目前相對可靠的 CPD 方案。

其中，UWB 的功能相對單一，只能實現 CPD，若要實現入侵檢測和占位檢測等功能，還需要增加額外的超聲波模塊和重量傳感器模塊。但是毫米波卻可以“一芯三用”。

“一芯三用”的高集成毫米波雷達芯片成本是 UWB 方案的 80% 左右，因此為了簡化開發流程并減少成本，毫米波或是一個更佳選項。

毫米波雷達明星產品 AWRL6844

AWRL6844是德州儀器新推出的毫米波雷達傳感器，通過運行邊緣 AI 算法的單個芯片，支持用于座椅安全帶提醒系統的占用檢測、車內兒童檢測和入侵檢測，助力更安全的駕駛環境。

作為一款雷達傳感器，優秀的射頻前端不可少，這也是確保感知可靠性的關鍵。AWRL6844集成了四個發送器和四個接收器，組成的 16 個虛擬通道可提供更高的空間分辨率，并且成本經過優化，非常適合 OEM 使用。

同時，雷達傳感器還需要集成更強大的算力，從而針對數據進行各類處理和計算。AWRL6844具有雙精度 FPU (200MHz) 的 Arm R5F 內核，以及用于 FFT、對數幅度和 CFAR 運算 (200MHz) 的硬件加速器 (HWA 1.2)，另外還包括用于雷達數據后處理的 C66x DSP (450MHz)，片上 RAM 共計 2.5MB。

強大的多核異構處理器，讓 AWRL6844 除了可以運行標準的各類檢測分類之外，還可以部署 AI 算法，這對于車內檢測而言非常方便，有助于實現快速且準確的新功能。

比如對乘員進行可靠的檢測和定位，甚至通過智能聚類算法濾除車輛運動產生的噪聲，準確地識別行駛車輛中的乘客。特別的，針對兒童遺忘提醒，可以采用混合處理的方法加速部署。通過傳統雷達處理技術提取關鍵信息，本地機器學習模型則可以區分成人和兒童，這種混合方法能夠更快地對檢測模型進行調優和修改，從而縮短部署時間，且分類準確率超過 90%。高準確的分類檢測功能可以提高安全帶提醒和安全氣囊展開等系統的可用性，比如座椅上放置的重物將不再觸發安全帶提醒，或者識別車內是兒童時，安全氣囊可以以不同的速度展開，從而降低撞擊傷害的風險。

而在在入侵檢測方面，AWRL6844的機器學習能力可以更好的濾除環境中的噪聲，以更大限度地減少因車輛晃動或車輛外部的運動而觸發的錯誤警報，并縮短檢測周期，從而提升用戶體驗。

更強大的安全性也是艙內毫米波雷達的重要組成，任何一個汽車功能都有可能遭到黑客入侵或攻擊，隨著汽車電子部件的互聯功能越來越高，攻擊面也在逐步增加，為此需要保證每個節點的安全規范。在功能安全相關方面，AWRL6844達到了 ASIL-B 安規要求。在信息安全上，AWRL6844帶有可編程嵌入式硬件安全模塊 (HSM)，支持安全認證和加密啟動，以及各種秘鑰算法及加密硬件加速器，其中包括 SM2、SM3、SM4 國密算法在內，并滿足 ISO21434 網絡安全認證。

德州儀器的毫米波雷達家族

德州儀器的毫米波雷達產品系列涵蓋了從高性能雷達前端到超高分辨率、低功耗小型單芯片雷達的所有產品。無論是艙外的停車輔助、角雷達、前向以及 4D 成像雷達，還是艙內或近場應用的包括入侵者檢測、兒童遺忘提醒、安全帶提醒、隔空識別、門雷達等等，都有經過專門優化的一系列產品相對應。

創新的封裝技術

傳統發射和接收天線通常安裝在 PCB 上，但是對于基板、PCB 設計復雜性、天線布局等都帶來了挑戰。對此，TI 也相應開發了兩種天線技術，從而節省天線的開發成本、尺寸以及功耗。第一個是AoP (Antenna-on-package) 封裝天線技術，將天線組件直接集成到了封裝基板上。另外一個是LoP (Launch-on-package) 封裝上裝載技術，只需從裸片到封裝基板再到波導發射的兩次射頻轉換，然后便可以通過 PCB 波導將射頻信號直接饋送到 3D 天線，這一改進減少了信號損失并提高了整體 SNR。

德州儀器毫米波雷達在封裝上的創新

感知未來

安全越來越成為汽車駕乘體驗的重要加分項，未來的汽車需要更多的安全配置，無論是車內還是車外，都需要配備更多且更準確的傳感器，以保證可靠且準確的現實世界反饋。

對于毫米波雷達傳感器而言，則正向著更高集成度，更小尺寸，更低功耗并且更具性價比的方向發展，確保每一公里的駕乘安全，真正讓消費者放心。