超聲波雷達(dá)的工作原理及技術(shù)現(xiàn)狀解析

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

概述

超聲波雷達(dá)是一款極其常見(jiàn)的傳感器。如果覺(jué)得超聲波雷達(dá)有些陌生，那么它還有一個(gè)更通俗的名字——倒車(chē)?yán)走_(dá)。它是汽車(chē)駐車(chē)或者倒車(chē)時(shí)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?chē)系K物的情況，解除了駕駛員駐車(chē)、倒車(chē)和起動(dòng)車(chē)輛時(shí)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(chē)入庫(kù)，慢慢挪動(dòng)車(chē)子的過(guò)程中，在駕駛室內(nèi)能聽(tīng)到”滴滴滴“的聲音，這些聲音就是根據(jù)超聲波雷達(dá)的檢測(cè)距離給司機(jī)的反饋信息。

倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)，英文全稱(chēng)為REVERSING / PARKING AID SUBSYSTEM ，BACK SENSOR或PACKING SENSOR，英文簡(jiǎn)稱(chēng)RPA。目前被各種轎車(chē)特別是高級(jí)轎車(chē)作為汽車(chē)電裝品的標(biāo)準(zhǔn)配置或售后的汽車(chē)電裝品主是選配品，例如：德國(guó)的奔馳（BENZ）, 寶馬（BMW）、美國(guó)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(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)。

倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)測(cè)距主要可分為超聲波測(cè)距、微波雷達(dá)測(cè)距和激光測(cè)距三種。其中超聲波測(cè)距（超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)）無(wú)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(shì)，受到了廣泛的應(yīng)用和推廣。

倒車(chē)?yán)走_(dá)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(zhuān)業(yè)傳感器制造廠在內(nèi)部陶瓷共振片采取獨(dú)特的焊線技術(shù)，使得產(chǎn)生的超聲波波形強(qiáng)弱穩(wěn)定，不容易發(fā)生誤報(bào)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(chē)雷達(dá)技術(shù)特點(diǎn)

抗共震、耐高低溫、防水技術(shù)

倒車(chē)?yán)走_(dá)與超聲波傳感器的電氣特性演進(jìn)

超聲波雷達(dá)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(dòng)數(shù)位，其中其三種在信號(hào)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(jià)格上各有優(yōu)劣，總體呈遞進(jìn)趨勢(shì)。

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

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

以下為各種倒車(chē)?yán)走_(dá)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(dá)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(tái)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(dá)多用于倒車(chē)?yán)走_(dá)應(yīng)用，這部分市場(chǎng)基本被博世、法雷奧占據(jù)，國(guó)內(nèi)廠商很多，但能進(jìn)前裝市場(chǎng)的寥寥無(wú)幾。

博世公司還有超聲波雷達(dá)、倒車(chē)?yán)走_(dá)、半自動(dòng)泊車(chē)、全自動(dòng)泊車(chē)，超聲波雷達(dá)增加整個(gè)探測(cè)范圍，提高刷新時(shí)間，每一個(gè)超聲波雷達(dá)有一個(gè)代碼，避免超聲波雷達(dá)有噪音，可以更加精準(zhǔn)。第六代超聲波雷達(dá)可以很好的識(shí)別第五代產(chǎn)品無(wú)法識(shí)別的低矮物體。博世車(chē)用超聲波傳感器的檢測(cè)范圍為20~450厘米。

法雷奧的超聲波雷達(dá)已經(jīng)有十年的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，短距超聲波雷達(dá)覆蓋范圍為（2-4m）。其最新一代的自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)Park4U，就是基于超聲波雷達(dá)，有平行與轉(zhuǎn)角的兩種泊車(chē)模式。車(chē)身前后只需留出40厘米的空間，該系統(tǒng)就能夠自動(dòng)完成泊車(chē)過(guò)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(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)、遙控中控、后視攝像頭、智能車(chē)內(nèi)后視鏡等產(chǎn)品，是國(guó)內(nèi)各大汽車(chē)廠（如上海通用、上海大眾、東風(fēng)日產(chǎn)、上海汽車(chē)、神龍汽車(chē)、奇瑞汽車(chē)、吉利汽車(chē)、福特汽車(chē)等）的供應(yīng)商，也是目前亞洲倒車(chē)?yán)走_(dá)OEM市場(chǎng)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(yíng)產(chǎn)品之一，2017年奧迪威銷(xiāo)售超聲波傳感器近3000萬(wàn)支，中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)占有率達(dá)到近三成，全球汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)傳感器市場(chǎng)占有率約9.59%。

由于超聲波雷達(dá)是2B的生意，因此公開(kāi)渠道并沒(méi)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(chē)?yán)走_(dá)技術(shù)成熟，成本相對(duì)低廉， 發(fā)展迅猛。業(yè)內(nèi)人士表示，超聲波雷達(dá)在技術(shù)原理上本身沒(méi)有太大的難度，國(guó)內(nèi)外廠商之間的差距，主要在于傳感器實(shí)現(xiàn)上的穩(wěn)定性和可靠性。在這方面，國(guó)產(chǎn)廠商還有更長(zhǎng)的路要走，積累經(jīng)驗(yàn)。

可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)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