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智能駕駛之“超聲波雷達(dá)”

2021/10/09
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自動駕駛中,超聲波雷達(dá)是必不可缺的傳感器件之一,特別應(yīng)用于自動泊車,以及駕駛過程中的短距離感測。而這些應(yīng)用,是自動駕駛最先落地的應(yīng)用,也是剛需。

特別是自動泊車,前幾天我在朋友圈發(fā)的那張截圖,特斯拉的adas軟件升級包,32000,還不包括自動泊車功能。

既然今天要談超聲波雷達(dá),首先我們需要知道什么是超聲波,超聲波雖然也有頻率,也有波長,但不同于我們熟悉的,用于通信領(lǐng)域的電磁波,超聲波是聲波,是機(jī)械波,要傳播必須要有傳播介質(zhì),不能在真空中傳播。超聲波傳播速率跟聲波一樣,空氣中都是340m/s左右,頻率一般高于20kHz,在空氣中波長一般短于2cm,因為頻率超出了人耳的聽覺范圍,所以被稱為超聲。

而超聲波用于測距和定位的原理,就是蝙蝠在夜間飛行所需要的技能,蝙蝠以脈沖形式發(fā)射超聲波,通過接收反射的回波,進(jìn)行回聲定位。這種回波定位的基本原理,不管是激光,毫米波,超聲波都適用,一般都統(tǒng)稱為雷達(dá)。

關(guān)于超聲波雷達(dá)應(yīng)用于車的歷史,國內(nèi)普遍說法是,上個世紀(jì)六十年代,托尼·海斯在進(jìn)行超聲波盲人引導(dǎo)設(shè)備研究時,發(fā)現(xiàn)超聲波技術(shù)應(yīng)很適合用于汽車倒車輔助。但當(dāng)他信心滿滿地向英國捷豹高管推銷這項發(fā)明時,卻被思維定式的捷豹高管不屑一顧,捷豹高管認(rèn)為,司機(jī)有兩只眼睛判斷距離,正常人要雷達(dá)干嘛,于是不了了之?,F(xiàn)在來看,這應(yīng)該是思維定式的一個最典型案例,超聲波雷達(dá)已經(jīng)幾乎成為汽車標(biāo)配,捷豹高管們以老司機(jī)的心態(tài),誤判了未來司機(jī)的新需求。

比如自動泊車,比如車輛行駛過程中的橫向距離感測,這也是超聲波在高級駕駛輔助adas最典型的應(yīng)用。自動泊車系統(tǒng),一般配置有12個超聲波雷達(dá),包括8個安裝于汽車前后的,UPA超聲波雷達(dá),和4個安裝于汽車兩側(cè)的,APA超聲波雷達(dá)。

UPA超聲波雷達(dá),Ultrasonic Parking Assistant,頻率較高, 58kHz,精度高,感測距離較短。APA超聲波雷達(dá),Automatic Parking Assistant,頻率較低,40kHz,精度一般,但感測距離較長,一般超過三米。所以自動泊車的過程,就是汽車低速巡航時,使用超聲波雷達(dá)感知周圍環(huán)境,尋找空車位,并將汽車自動泊入車位。另外橫向感測的應(yīng)用,主要用于車輛行駛過程中,提醒平行車道中車輛的距離。

超聲波雷達(dá)是一個相對來說非常成熟的行業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈包括超聲波雷達(dá)傳感器,超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng),其中雷達(dá)系統(tǒng)廠主要是tier1廠商,博世、法雷奧、同致等,超聲波雷達(dá)傳感器廠商包括博世、日本村田、尼賽拉等,國內(nèi)龍頭企業(yè)是奧迪威,新三板公司,2020年汽車電子相關(guān)收入1.09億,從出貨量上看,奧迪威的車載超聲波傳感器占全球乘用車市場份額的9%。既然超聲波雷達(dá)技術(shù)這么成熟了,還有沒有投資機(jī)會呢?雖然超聲波雷達(dá)的技術(shù)原理大家都懂,產(chǎn)品也都能做出來,但國內(nèi)廠商之間的差距,主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性,也就是產(chǎn)品高低端的差距,這也是車規(guī)級產(chǎn)品的最核心壁壘。從這個角度看,國內(nèi)廠商還是有國產(chǎn)替代機(jī)會的。

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公眾號科創(chuàng)之道主筆,標(biāo)準(zhǔn)的EE、CS專業(yè)理工男。從事研發(fā)、咨詢、投資工作15年,主要關(guān)注領(lǐng)域為半導(dǎo)體、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等,目前專注于風(fēng)險投資和企業(yè)服務(wù)領(lǐng)域,平時喜歡把一些工作上的感悟隨手記下來,希望通過自己的文字,融合IT產(chǎn)業(yè)和投融資行業(yè)知識,為跨行業(yè)溝通搭建一座橋梁。