智能驾驶之“超声波雷达”

智能驾驶之“超声波雷达”

文 | 步日欣

在自动驾驶中，超声波雷达是必不可缺的传感器件之一，特别应用于自动泊车，以及驾驶过程中的短距离感测。而这些应用，是自动驾驶最先落地的应用，也是刚需。

特别是自动泊车，前几天我在朋友圈发的那张截图，特斯拉的adas软件升级包，32000，还不包括自动泊车功能。

既然今天要谈超声波雷达，首先我们需要知道什么是超声波，超声波虽然也有频率，也有波长，但不同于我们熟悉的，用于通信领域的电磁波，超声波是声波，是机械波，要传播必须要有传播介质，不能在真空中传播。超声波传播速率跟声波一样，空气中都是340m/s左右，频率一般高于20kHz，在空气中波长一般短于2cm，因为频率超出了人耳的听觉范围，所以被称为超声。

而超声波用于测距和定位的原理，就是蝙蝠在夜间飞行所需要的技能，蝙蝠以脉冲形式发射超声波，通过接收反射的回波，进行回声定位。这种回波定位的基本原理，不管是激光，毫米波，超声波都适用，一般都统称为雷达。

关于超声波雷达应用于车的历史，国内普遍说法是，上个世纪六十年代，托尼·海斯在进行超声波盲人引导设备研究时，发现超声波技术应很适合用于汽车倒车辅助。但当他信心满满地向英国捷豹高管推销这项发明时，却被思维定式的捷豹高管不屑一顾，捷豹高管认为，司机有两只眼睛判断距离，正常人要雷达干嘛，于是不了了之。现在来看，这应该是思维定式的一个最典型案例，超声波雷达已经几乎成为汽车标配，捷豹高管们以老司机的心态，误判了未来司机的新需求。

比如自动泊车，比如车辆行驶过程中的横向距离感测，这也是超声波在高级驾驶辅助adas最典型的应用。自动泊车系统，一般配置有12个超声波雷达，包括8个安装于汽车前后的，UPA超声波雷达，和4个安装于汽车两侧的，APA超声波雷达。

UPA超声波雷达，Ultrasonic Parking Assistant，频率较高， 58kHz，精度高，感测距离较短。APA超声波雷达，Automatic Parking Assistant，频率较低，40kHz，精度一般，但感测距离较长，一般超过三米。所以自动泊车的过程，就是汽车低速巡航时，使用超声波雷达感知周围环境，寻找空车位，并将汽车自动泊入车位。另外横向感测的应用，主要用于车辆行驶过程中，提醒平行车道中车辆的距离。

超声波雷达是一个相对来说非常成熟的行业，产业链包括超声波雷达传感器，超声波倒车雷达系统，其中雷达系统厂主要是tier1厂商，博世、法雷奥、同致等，超声波雷达传感器厂商包括博世、日本村田、尼赛拉等，国内龙头企业是奥迪威，新三板公司，2020年汽车电子相关收入1.09亿，从出货量上看，奥迪威的车载超声波传感器占全球乘用车市场份额的9%。既然超声波雷达技术这么成熟了，还有没有投资机会呢？虽然超声波雷达的技术原理大家都懂，产品也都能做出来，但国内厂商之间的差距，主要体现在产品的稳定性和可靠性，也就是产品高低端的差距，这也是车规级产品的最核心壁垒。从这个角度看，国内厂商还是有国产替代机会的。