自动驾驶从小白到小强45～太赫兹波THz②

1.什么是太赫兹波

2.太赫兹波的应用领域

3.太赫兹波在汽车工业&自动驾驶上的应用

4.太赫兹在智驾系统应用中的挑战

3. 太赫兹波在汽车工业&自动驾驶上的应用

太赫兹（Terahertz，THz）技术在汽车工业中的应用正逐渐增多，其在多个方面展示了其独特的优势。以下是太赫兹技术在汽车工业中的几个主要应用：

3.1 无损检测：

太赫兹波能够穿透许多非金属材料（如塑料、橡胶和陶瓷），并且对其内部的缺陷、夹杂物或结构变化进行检测。这使得太赫兹成像技术成为汽车制造中检测复合材料、塑料件、橡胶密封件等部件的理想选择。

通过太赫兹成像，可以检测到涂层厚度、材料内部的气泡、裂纹、杂质等，有助于在制造过程中及早发现并修复问题，提高产品质量。

3.2 质量控制：

在汽车生产过程中，太赫兹技术可以用于对关键零部件和组件的质量控制。通过扫描零部件，可以检查其尺寸、形状和内部结构是否符合设计要求，从而确保产品的质量和可靠性。

3.3 安全检测：

在汽车安全领域，太赫兹技术可以用于检测汽车安全气囊、刹车系统、燃油系统等关键部件的安全性能。通过太赫兹成像，可以检查这些部件是否存在缺陷或异常，从而确保车辆的安全性。

3.4 故障诊断：

在汽车维修和保养中，太赫兹技术可以帮助快速准确地诊断车辆故障。通过扫描汽车内部的电气系统、管路系统等，可以检测到潜在的故障点，如电气元件的损坏、管路的泄漏等。

3.5 新材料研发：

随着汽车工业的不断发展，新型轻质材料如碳纤维复合材料、高分子材料等被广泛应用于汽车制造中。太赫兹技术可以用于评估这些新材料的性能和特性，如热稳定性、电导率、介电常数等，为新材料的研发和应用提供支持。

3.6 节能环保：

太赫兹技术在汽车节能环保方面也有应用潜力。例如，通过太赫兹成像技术可以监测汽车发动机内部的燃烧情况，优化燃烧过程，降低油耗和排放。此外，太赫兹技术还可以用于检测汽车尾气中的有害物质排放情况，为环保监测提供支持。

3.7 车辆防撞与预警系统：

 在驾驶过程中，特别是在道路湿滑、雾霾等能见度较低的情况下，太赫兹波能够穿透雾霾、雨雪等恶劣天气条件探测到自车与前车或障碍物之间可能存在的潜在碰撞危险，为自动驾驶汽车提供更可靠的环境感知能力。

相比于24 GHz和77 GHz的毫米波防撞报警雷达，太赫兹雷达在分辨率和小型化上更具优势，能够更精确地检测和预测碰撞风险。

拥有太赫兹通信网络的车辆能立即广播“碰撞事件”，从而提醒一定距离内的其他车辆，便于后续车辆获取信息改道行驶或做出其他决策。

太赫兹雷达观测的人体微多普勒效果更加稳定，这样的稳定特征能够更好地用于行人检测和识别。

在现代城市驾驶环境中，行人作为最脆弱的目标，需要无人车准确无误地发现和识别行人，并估计出行人潜在的运动轨迹。太赫兹雷达提供了这样的能力，为车辆决策系统提供信息，以避免发生碰撞事故。

 实验表明，292GHz的太赫兹系统能提取人体的微动信息，与24GHz信号下的人体微多普勒信息相比，292 GHz雷达提取的微多普勒细节更丰富，为行人识别和轨迹预测提供了更多的应用可能性。

3.9 高速数据传输与通信：

太赫兹波是实现6G无线网络的关键，具有极高的通信速率。例如，中国团队创造的360～430GHz频段100/200Gbps实时无线传输通信实验系统，实现了单波长净速率为103.125Gbps、双波长净速率为206.25Gbps的太赫兹实时无线传输，通信速率较5G提升10～20倍。

这种高速的数据传输能力对自动驾驶车辆至关重要，因为它允许车辆之间以及车辆与基础设施之间进行实时、高效的数据交换，从而提高驾驶的安全性和效率。

4. 太赫兹在智驾系统应用中的挑战

太赫兹技术在智能驾驶方面的应用，尽管具有巨大的潜力，但也面临着一些困难和挑战。以下是关于太赫兹在智能驾驶方面应用的几个主要困难和挑战：

4.3 实时信息服务与数据下载需求：

未来车与车、车与基础设施通信需要大带宽连接，要求无人驾驶汽车具有实时信息服务和数据批量下载的能力。这对太赫兹技术的带宽和稳定性提出了更高要求。

4.6 安全性和可靠性：

在智能驾驶中，通信系统的安全性和可靠性至关重要。太赫兹技术需要满足严格的安全标准和可靠性要求，以确保车辆和乘客的安全。

2023年3月22日，澳大利亚通信和媒体管理局（ACMA） 发布了太赫兹频谱的应用案例和法规模型信息文件。考虑到100 GHz到420 THz的广泛频谱范国以及其潜在应用于为任何给定服务提供宽带的可能性，并且按照《2022-2027年五年频谱展望》的承诺，ACMA发布了该信息文件。

2023年3月24日，由中国特种设备检测研究院，长春理工大学，硕德(北京)科技有限公司，甘肃省特种设备检验检测研究院，广东省特种设备检测研究院中山检测院，成都神龙爵光电科技有限公司等单位起草的T/CSTM 00416-2023 《无损检测 太赫兹时域光谱检测和评价方法》团体标准发布，实施日期2023年6月24日。

2023年12月28日，国家 质检总局发布GB/T 43597-2023《热电型太赫兹探测器参数测试方法》，并于2024年7月1日实施。