超声波雷达的工作原理及技术现状解析

自动驾驶中，超声波雷达是必不可少的四大传感器之一，特别适合应用于自动泊车场景，以及在驾驶过程当中的短距离感测，而这些应用是自动驾驶最先落地的应用场景，也是刚需，特别是自动泊车，所以今天就来聊一下超声波雷达。

概述

超声波雷达是一款极其常见的传感器。如果觉得超声波雷达有些陌生，那么它还有一个更通俗的名字——倒车雷达。它是汽车驻车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示器告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员驻车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷。

在倒车入库，慢慢挪动车子的过程中，在驾驶室内能听到”滴滴滴“的声音，这些声音就是根据超声波雷达的检测距离给司机的反馈信息。

倒车雷达系统，英文全称为REVERSING / PARKING AID SUBSYSTEM ，BACK SENSOR或PACKING SENSOR，英文简称RPA。目前被各种轿车特别是高级轿车作为汽车电装品的标准配置或售后的汽车电装品主是选配品，例如：德国的奔驰（BENZ）, 宝马（BMW）、美国的别克（BUICK）、通用（GM）、以及日本的日产（NISSAN）、丰田（TOYOTA）、本田（HONDA）等均装有倒车雷达系统。

倒车雷达系统测距主要可分为超声波测距、微波雷达测距和激光测距三种。其中超声波测距（超声波倒车雷达）无论是技术难度还是产品成本都具有其他两种产品不可比拟的优势，受到了广泛的应用和推广。

倒车雷达系统的基本原理

超声波传感器的主要技术指标

传感器的内部结构关键技术突破：著名的日本 MURATA 专业传感器制造厂在内部陶瓷共振片采取独特的焊线技术，使得产生的超声波波形强弱稳定，不容易发生误报警。并且加工的工艺水平高，可使用的温度范围广。

4.传感器的性能指标

倒车雷达技术特点

抗共震、耐高低温、防水技术

倒车雷达与超声波传感器的电气特性演进

超声波雷达的技术方案，一般有模拟式、四线式数位、二线式数位、三线式主动数位，其中其三种在信号干扰的处理效果上依次提升，但依然存在。在技术难度、装配以及价格上各有优劣，总体呈递进趋势。

在一般市售加装件仍多采用模拟式倒车雷达系统，其优点为产品成本价格低廉；但是其缺点在于超声波传感器容易受外界噪声干扰容易产生误报警。

进步的汽车厂均已采取数位式倒车雷达系统，其作法为将讯号的放大回路以及传感器的驱动回路放置于传感器中，其优点在于不易于受外界噪声干扰，并且讯号传输线可采用一般线组。但是一般工艺水平只能将讯号源以及传感器驱动回路电源分开并且多数采取四线式做法。

以下为各种倒车雷达系统的系统方块略图：

低调的巨头：博世、法雷奥

超声波雷达模组的主要生产商有博世、法雷奥、日本村田、尼塞拉、电装、三菱、松下、台湾同致电子、深圳航盛电子、深圳豪恩、辉创、上富、奥迪威等。传统的超声波雷达多用于倒车雷达应用，这部分市场基本被博世、法雷奥占据，国内厂商很多，但能进前装市场的寥寥无几。

博世公司还有超声波雷达、倒车雷达、半自动泊车、全自动泊车，超声波雷达增加整个探测范围，提高刷新时间，每一个超声波雷达有一个代码，避免超声波雷达有噪音，可以更加精准。第六代超声波雷达可以很好的识别第五代产品无法识别的低矮物体。博世车用超声波传感器的检测范围为20~450厘米。

法雷奥的超声波雷达已经有十年的量产经验，短距超声波雷达覆盖范围为（2-4m）。其最新一代的自动泊车系统Park4U，就是基于超声波雷达，有平行与转角的两种泊车模式。车身前后只需留出40厘米的空间，该系统就能够自动完成泊车过程。其客户有路虎、起亚、大众途安等众多OEM厂商。

同致电子主要生产有汽车倒车雷达、遥控中控、后视摄像头、智能车内后视镜等产品，是国内各大汽车厂（如上海通用、上海大众、东风日产、上海汽车、神龙汽车、奇瑞汽车、吉利汽车、福特汽车等）的供应商，也是目前亚洲倒车雷达OEM市场第一供应商。

广州奥迪威是一家成立19年的公司，UPA超声波传感器为奥迪威主营产品之一，2017年奥迪威销售超声波传感器近3000万支，中国汽车市场占有率达到近三成，全球汽车倒车雷达传感器市场占有率约9.59%。

由于超声波雷达是2B的生意，因此公开渠道并没有太多的信息纰漏，供应商与客户之间都是直接提供解决方案。

总结

由全文的系统介绍可以看出，超声波倒车雷达技术成熟，成本相对低廉， 发展迅猛。业内人士表示，超声波雷达在技术原理上本身没有太大的难度，国内外厂商之间的差距，主要在于传感器实现上的稳定性和可靠性。在这方面，国产厂商还有更长的路要走，积累经验。

可以预见，未来超声波倒车雷达将得到更加普遍性的推广应用。其技术也将更趋向智能化、人性化。

审核编辑：汤梓红