自動駕駛中,超聲波雷達是必不可少的四大傳感器之一,特別適合應用于自動泊車場景,以及在駕駛過程當中的短距離感測,而這些應用是自動駕駛最先落地的應用場景,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——倒車雷達。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,在駕駛室內能聽到”滴滴滴“的聲音,這些聲音就是根據超聲波雷達的檢測距離給司機的反饋信息。
倒車雷達系統,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準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(NISSAN)、豐田(TOYOTA)、本田(HONDA)等均裝有倒車雷達系統。
倒車雷達系統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(超聲波倒車雷達)無論是技術難度還是產品成本都具有其他兩種產品不可比擬的優勢,受到了廣泛的應用和推廣。
倒車雷達系統的基本原理
超聲波傳感器的主要技術指標
傳感器的內部結構關鍵技術突破:著名的日本 MURATA 專業傳感器制造廠在內部陶瓷共振片采取獨特的焊線技術,使得產生的超聲波波形強弱穩定,不容易發生誤報警。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
倒車雷達技術特點
抗共震、耐高低溫、防水技術
倒車雷達與超聲波傳感器的電氣特性演進
超聲波雷達的技術方案,一般有模擬式、四線式數位、二線式數位、三線式主動數位,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。在技術難度、裝配以及價格上各有優劣,總體呈遞進趨勢。
在一般市售加裝件仍多采用模擬式倒車雷達系統,其優點為產品成本價格低廉;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生誤報警。
進步的汽車廠均已采取數位式倒車雷達系統,其作法為將訊號的放大回路以及傳感器的驅動回路放置于傳感器中,其優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動回路電源分開并且多數采取四線式做法。
以下為各種倒車雷達系統的系統方塊略圖:
低調的巨頭:博世、法雷奧
超聲波雷達模組的主要生產商有博世、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、上富、奧迪威等。傳統的超聲波雷達多用于倒車雷達應用,這部分市場基本被博世、法雷奧占據,國內廠商很多,但能進前裝市場的寥寥無幾。
博世公司還有超聲波雷達、倒車雷達、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。第六代超聲波雷達可以很好的識別第五代產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有十年的量產經驗,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Park4U,就是基于超聲波雷達,有平行與轉角的兩種泊車模式。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。
同致電子主要生產有汽車倒車雷達、遙控中控、后視攝像頭、智能車內后視鏡等產品,是國內各大汽車廠(如上海通用、上海大眾、東風日產、上海汽車、神龍汽車、奇瑞汽車、吉利汽車、福特汽車等)的供應商,也是目前亞洲倒車雷達OEM市場第一供應商。
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,全球汽車倒車雷達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,供應商與客戶之間都是直接提供解決方案。
總結
由全文的系統介紹可以看出,超聲波倒車雷達技術成熟,成本相對低廉, 發展迅猛。業內人士表示,超聲波雷達在技術原理上本身沒有太大的難度,國內外廠商之間的差距,主要在于傳感器實現上的穩定性和可靠性。在這方面,國產廠商還有更長的路要走,積累經驗。
可以預見,未來超聲波倒車雷達將得到更加普遍性的推廣應用。其技術也將更趨向智能化、人性化。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:超聲波雷達的工作原理及技術現狀解析
文章出處:【微信號:智能汽車電子與軟件,微信公眾號:智能汽車電子與軟件】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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