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超聲波雷達何以“引爆”自動駕駛?

2020-04-20 14:55
億歐網
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超聲波雷達的誕生始于一次意外。

上個世紀六十年代,托尼·海斯在劍橋大學攻讀物理學博士學位時,遭遇雙眼視網膜脫落,一度陷入失明困境。

前后經歷8次手術后,海斯“撿回”了右眼視力。

重獲光明的他,決心“為盲人做些事情”,便一頭扎進諾丁漢大學盲人移動研究所,邊攻讀心理學博士學位,邊進行超聲波盲人引導設備的研發工作,這一干就是十七年。

偶然一次機會,海斯剝離出盲人引導設備的超聲波技術,將其應用于汽車倒車輔助。他信心滿滿地向英國捷豹高管推薦了這項發明,卻換來他們的不屑一顧:“有兩只眼睛、能判斷物體距離的正常人,不會對它感興趣。”

出乎捷豹高管們的意料,如今,超聲波雷達已經成為稀松平常的汽車部件,支撐起自動泊車等駕駛輔助功能,未來還將為完全自動駕駛“出力”。

捷豹純電動汽車I-PACE

捷豹純電動汽車I-PACE/捷豹官網

“偏愛”超聲波?

以特斯拉為例,這家電動汽車巨頭高度依賴超聲波雷達。

通過收發超聲波,超聲波雷達能以1-3厘米精度測算0.2-5m范圍內障礙物,充當“汽車之眼”。

按工作頻率分類,超聲波雷帶可以分為40kHz、48kHz和58kHz三種,頻率越高,靈敏度越高,探測角度越小;按構造分類,超聲波雷達可以分為等方性與異方性,二者的區別在于水平探測角度與垂直探測角度是否相同;按技術方案分類,超聲波雷達可以分為模擬式、四線式數位、二線式數位、三線式主動數位,它們的信號抗干擾能力依次提升,技術難度與價格總體遞進。

一套倒車雷達系統需要在汽車后保險杠內配備4個UPA超聲波傳感器,自動泊車系統需要在倒車雷達系統基礎上,增加4個UPA、4個APA超聲波傳感器,構成前4(UPA)、側4(APA)、后4(UPA)的布置格局。

特斯拉自Autopilot推出以來,便堅持4+4+4的超聲波雷達布局。早期版本中,特斯拉在泊車輔助中使用前后8顆雷達,在輔助駕駛中使用全部12顆雷達。特斯拉表示,與攝像頭監控車道標記不同,超聲波雷達可以監控周圍區域,并掃清車輛或其他物體等盲點。

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特斯拉Model 3超聲波雷達布局/特斯拉官網

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