超聲波雷達的工作原理及技術(shù)現(xiàn)狀解析

自動駕駛中，超聲波雷達是必不可少的四大傳感器之一，特別適合應(yīng)用于自動泊車場景，以及在駕駛過程當(dāng)中的短距離感測，而這些應(yīng)用是自動駕駛最先落地的應(yīng)用場景，也是剛需，特別是自動泊車，所以今天就來聊一下超聲波雷達。

概述

超聲波雷達是一款極其常見的傳感器。如果覺得超聲波雷達有些陌生，那么它還有一個更通俗的名字——倒車?yán)走_。它是汽車駐車或者倒車時的安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示器告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員駐車、倒車和起動車輛時前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷。

在倒車入庫，慢慢挪動車子的過程中，在駕駛室內(nèi)能聽到”滴滴滴“的聲音，這些聲音就是根據(jù)超聲波雷達的檢測距離給司機的反饋信息。

倒車?yán)走_系統(tǒng)，英文全稱為REVERSING / PARKING AID SUBSYSTEM ，BACK SENSOR或PACKING SENSOR，英文簡稱RPA。目前被各種轎車特別是高級轎車作為汽車電裝品的標(biāo)準(zhǔn)配置或售后的汽車電裝品主是選配品，例如：德國的奔馳（BENZ）, 寶馬（BMW）、美國的別克（BUICK）、通用（GM）、以及日本的日產(chǎn)（NISSAN）、豐田（TOYOTA）、本田（HONDA）等均裝有倒車?yán)走_系統(tǒng)。

倒車?yán)走_系統(tǒng)測距主要可分為超聲波測距、微波雷達測距和激光測距三種。其中超聲波測距（超聲波倒車?yán)走_）無論是技術(shù)難度還是產(chǎn)品成本都具有其他兩種產(chǎn)品不可比擬的優(yōu)勢，受到了廣泛的應(yīng)用和推廣。

倒車?yán)走_系統(tǒng)的基本原理

超聲波傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)

傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)突破：著名的日本 MURATA 專業(yè)傳感器制造廠在內(nèi)部陶瓷共振片采取獨特的焊線技術(shù)，使得產(chǎn)生的超聲波波形強弱穩(wěn)定，不容易發(fā)生誤報警。并且加工的工藝水平高，可使用的溫度范圍廣。

4.傳感器的性能指標(biāo)

倒車雷達技術(shù)特點

抗共震、耐高低溫、防水技術(shù)

倒車?yán)走_與超聲波傳感器的電氣特性演進

超聲波雷達的技術(shù)方案，一般有模擬式、四線式數(shù)位、二線式數(shù)位、三線式主動數(shù)位，其中其三種在信號干擾的處理效果上依次提升，但依然存在。在技術(shù)難度、裝配以及價格上各有優(yōu)劣，總體呈遞進趨勢。

在一般市售加裝件仍多采用模擬式倒車?yán)走_系統(tǒng)，其優(yōu)點為產(chǎn)品成本價格低廉；但是其缺點在于超聲波傳感器容易受外界噪聲干擾容易產(chǎn)生誤報警。

進步的汽車廠均已采取數(shù)位式倒車?yán)走_系統(tǒng)，其作法為將訊號的放大回路以及傳感器的驅(qū)動回路放置于傳感器中，其優(yōu)點在于不易于受外界噪聲干擾，并且訊號傳輸線可采用一般線組。但是一般工藝水平只能將訊號源以及傳感器驅(qū)動回路電源分開并且多數(shù)采取四線式做法。

以下為各種倒車?yán)走_系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊略圖：

低調(diào)的巨頭：博世、法雷奧

超聲波雷達模組的主要生產(chǎn)商有博世、法雷奧、日本村田、尼塞拉、電裝、三菱、松下、臺灣同致電子、深圳航盛電子、深圳豪恩、輝創(chuàng)、上富、奧迪威等。傳統(tǒng)的超聲波雷達多用于倒車?yán)走_應(yīng)用，這部分市場基本被博世、法雷奧占據(jù)，國內(nèi)廠商很多，但能進前裝市場的寥寥無幾。

博世公司還有超聲波雷達、倒車?yán)走_、半自動泊車、全自動泊車，超聲波雷達增加整個探測范圍，提高刷新時間，每一個超聲波雷達有一個代碼，避免超聲波雷達有噪音，可以更加精準(zhǔn)。第六代超聲波雷達可以很好的識別第五代產(chǎn)品無法識別的低矮物體。博世車用超聲波傳感器的檢測范圍為20~450厘米。

法雷奧的超聲波雷達已經(jīng)有十年的量產(chǎn)經(jīng)驗，短距超聲波雷達覆蓋范圍為（2-4m）。其最新一代的自動泊車系統(tǒng)Park4U，就是基于超聲波雷達，有平行與轉(zhuǎn)角的兩種泊車模式。車身前后只需留出40厘米的空間，該系統(tǒng)就能夠自動完成泊車過程。其客戶有路虎、起亞、大眾途安等眾多OEM廠商。

同致電子主要生產(chǎn)有汽車倒車?yán)走_、遙控中控、后視攝像頭、智能車內(nèi)后視鏡等產(chǎn)品，是國內(nèi)各大汽車廠（如上海通用、上海大眾、東風(fēng)日產(chǎn)、上海汽車、神龍汽車、奇瑞汽車、吉利汽車、福特汽車等）的供應(yīng)商，也是目前亞洲倒車?yán)走_OEM市場第一供應(yīng)商。

廣州奧迪威是一家成立19年的公司，UPA超聲波傳感器為奧迪威主營產(chǎn)品之一，2017年奧迪威銷售超聲波傳感器近3000萬支，中國汽車市場占有率達到近三成，全球汽車倒車?yán)走_傳感器市場占有率約9.59%。

由于超聲波雷達是2B的生意，因此公開渠道并沒有太多的信息紕漏，供應(yīng)商與客戶之間都是直接提供解決方案。

總結(jié)

由全文的系統(tǒng)介紹可以看出，超聲波倒車?yán)走_技術(shù)成熟，成本相對低廉， 發(fā)展迅猛。業(yè)內(nèi)人士表示，超聲波雷達在技術(shù)原理上本身沒有太大的難度，國內(nèi)外廠商之間的差距，主要在于傳感器實現(xiàn)上的穩(wěn)定性和可靠性。在這方面，國產(chǎn)廠商還有更長的路要走，積累經(jīng)驗。

可以預(yù)見，未來超聲波倒車?yán)走_將得到更加普遍性的推廣應(yīng)用。其技術(shù)也將更趨向智能化、人性化。

審核編輯：湯梓紅