自动驾驶感知层-超声波雷达&毫米波雷达-电子工程世界

超声波雷达

定义：超声波雷达的工作原理是基于机械波与机械振动的物理现象。简而言之，超声波传感器由于其内部产生的压电效应，会产生并向周围发射机械波，当这种波遇到障碍物时，会产生反射波，传感器通过内置的电路接收并分析反射波，确定障碍物的位置和距离。

作用：超声波雷达测距方法较为简单，主要以短距离探测为主，在泊车辅助中已经应用成熟，是自动泊车系统的主流传感器。超声波雷达防水、防尘性能较好，探测范围在 0.1-3 米之间，精度较高，在泊车领域具有较大的成本优势。超声波在空气中传播时能量会有较大的衰减，难以得到准确的距离信息，一般不单独用于环境感知。

分类：超声波雷达主要分为两种，一种是用于测量汽车前后障碍物的倒车雷达，被称为UPA，单个探测距离在 15-250cm 之间，主要安装在汽车前后保险杠上；另一种是用于测量汽车与侧方障碍物距离的超声波雷达，被称为 APA，单个探测距离在 30-300cm 之间，主要安装在汽车侧面。

应用场景：超声波雷达在自动驾驶中主要应用在泊车辅助预警、汽车盲区碰撞预警功能、倒车雷达。

毫米波雷达

定义：毫米波雷达主要是通过发射并接收毫米波（工作频率选在30~300GHz，频域波长为1~10mm毫米波段），根据时间差测算距离。我国允许使用的毫米波雷达主要分为60GHz和77/79GHz，以前汽车上大量装载的24GHz雷达，由于频谱与其他应用有冲突，将逐渐淘汰，新车型已经不再使用24GHz毫米波雷达。

作用：①目标探测：毫米波雷达可以对目标进行有效探测，包括远距离和近距离的探测。它能够探测到金属、塑料、陶瓷、玻璃等物体，并且不受光线、灰尘、雾霾、雨雪等天气条件的影响。②精确测距：毫米波雷达具有高精度的测距功能，常用于车载雷达和测距仪器。它能够测量目标与雷达之间的距离，从而实现自动驾驶、避障等功能。③成像探测：毫米波雷达可以对目标进行高分辨率的成像探测，包括二维和三维成像。它能够提供目标的空间位置和形态信息，常用于人体安检、地质勘探等领域。

应用场景： 60GHz毫米波雷达主要用于汽车内部生命体征检测，防止小孩子关闭在车内；77/79GHz有前向雷达和角向雷达，角向雷达在汽车盲点监测、变道辅助等方面应用广泛，是市场上的主流毫米波雷达产品。77/79GHz 前向雷达探测距离可达 150-250 米，主要应用于自动辅助驾驶、前向碰撞预警、自适应巡航等。

77GHz波长更短，穿透力更强，在中远距离探测表现更好，整体体积更小。但相应的芯片、天线等设计制造难度更大，成本比24GHz产品更高。79GHz产品波长更短探测更为精准。同时79GHz最短探测距离较低，能有效弥补77GHz雷达近距离盲区问题。77GHz负责长距离探测，79GHz负责短距离探测或将成为主流。

相关企业：

我国汽车雷达市场参与主体可分为国际 Tier 1 企业和本土企业两大阵营。其中，国际 Tier 1 企业阵营包括博世、大陆、安波福、维宁尔、海拉、电装天、法雷奥、万都、摩比斯、采埃孚等，共有约 15 家；本土汽车雷达企业阵营根据公司背景情况可分为上市公司、初创公司和其他三类，具体如图表 29 所示，代表企业包括森思泰克、华域汽车、德赛西威、华为、行易道、承泰科技、大疆车载、行易道、隼眼科技等，共有约 50 家。

市场规模及价格：从国内市场具体占比来看，目前行业头部仍由国际 Tier 1 企业占据。以乘用车前装市场为例，2021 年国产乘用车毫米波雷达 TOP10 供应商为博世、大陆、安波福、维宁尔、海拉、电装天、森思泰克、法雷奥、万都、摩比斯。其中，博世和大陆两家为第一梯队，市场地位显著，合计占比超过 55%，这一数据在前向主雷达市场上更大，达到了 74.5%。