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。