2022-07-12 12:39:17
hello，各位朋友們，又到了和大家聊自動駕駛技術(shù)的時間。本人之前做過超聲波雷達，毫米波雷達，ADAS攝像頭的產(chǎn)品經(jīng)理，所以準備先出一個系列自動駕駛技術(shù)之傳感器篇。
超聲波雷達
關(guān)于超聲波雷達，先給大家講講基本原理，超聲波雷達是利用聲波（一種機械波，速度340m/s @空氣）在空氣中傳播，遇到障礙物會把部分聲波進行折回，超聲波雷達再對折回的聲波進行接收，通過信號處理可以得到：
1. TOF(飛行時間），依此可以計算障礙物的距離；
2. 幾個探頭自發(fā)自收，自發(fā)他收，三角定位后就可以把距離轉(zhuǎn)化為坐標；
3. 回波的特性是有一定規(guī)律性的，如果能找到些內(nèi)在規(guī)律，就可以對典型物體進行學(xué)習(xí)，高低判斷，甚至物體分類學(xué)習(xí)?！ ?/p>
所以，超聲波對于用戶或者系統(tǒng)來說，他的主要價值就是提供近距離感知信息：
1.障礙物點云信息，包含時間戳，一些自學(xué)習(xí)屬性，在掃車位和泊入過程為系統(tǒng)提供障礙物檢測的信息；
2.Freespace可行駛區(qū)域，可作為規(guī)劃控制的基礎(chǔ)；
3.點云聚類形成車位，作為空間車位的輸入?！ ?/p>
AK1&AK2
由于這兩年關(guān)于AK1&AK2的說法很火，我這里就給大家講講我理解的AK1和AK2?！ ?/p>
在這里先把超聲波雷達的細分市場跟大家介紹下，首先超聲波雷達也分為高端和低端兩個市場：
1. 低端市場：該超聲波雷達僅能輸出距離信息，不能通過多探頭收發(fā)時序控制做三角定位，僅僅用于PDC前后防碰撞報警，這類超聲波不需要消耗很多CPU算力，所以探頭本身自帶的ASIC芯片就能完成該工作；
2. 高端市場：高端探頭不僅能輸出距離，還能通過三角定位輸出點云信息，而且只有這種點云信息才有跟視覺進行融合的基礎(chǔ)（視覺點云，或者語義分割的目標等），所以可以用于更為高階的ADAS功能，APA&HPA&AVP甚至一些高速場景；
而我們所說的AK1&AK2都是屬于高端產(chǎn)品，都是可以輸出點云的超聲波。那具體有什么不同呢？其實最大的不同是可編碼性（coding)，傳統(tǒng)的超聲波由于都是在同頻進行工作的，所以為了避免同頻干擾，一個保杠的所有探頭的輪次發(fā)波的，所以系統(tǒng)刷新周期較長。而AK2通過一些特殊的編碼方式可以實現(xiàn)多個傳感器的同時收發(fā)波，主流的方法和FMCW毫米波雷達有點類似，讓超聲波雷達可以發(fā)出可以線性變頻的正弦波。
AK2優(yōu)勢
1. 如果系統(tǒng)刷新較長，會有什么后果呢？單位時間的點云信息就少了，也就是密度少了，密度少了會有什么后果呢？障礙物包括車位的輪廓就沒有那么好了，整體系統(tǒng)精度就會受到影響，這也是為什么現(xiàn)在毫米波雷達上講的要通過級聯(lián)去增加點云致密度的原因；
2. 線性調(diào)頻（Chirp模式）下發(fā)波強度可以做到最大，提高我們的最遠探測距離；
3. 新一代的ASIC提取數(shù)字信號的能力更強，帶寬也更大（老一代超聲波一般采用GPIO/LIN，新一代上DSI)，所以可以把更多更原始的特征信息提取出來給到上層信號處理中，信號處理中可以采取更多更有意思的算法去做更有意思的事兒。當然，這個對于MCU也是很大的負載，所以各家可以考慮對整個域控架構(gòu)進行些調(diào)整，適當超聲算法可以放在SOC端?！ ?/p>
后續(xù)超聲波雷達的迭代方向
1. AIP封裝的近場雷達是否會代替？由于毫米波雷達的優(yōu)勢，點云的豐富度，測高能力等，未來整車是否由毫米波替代超聲波呢？讓我們拭目以待；
2. 可以進行測高的超聲波：由于目前超聲波雷達只能輸出物體的高低屬性，無法準確測高，所以下一代超聲波也需要把此痛點解決，方案當然由很多，在此不表；
3. 可以在中高速條件下進行探測的超聲波：目前超聲波主要運用于低速場景（25kph以下），中高速條件下的超聲波穩(wěn)定探測也是一個未來需要解決的點，很多高速場景也需要超聲波進行一定的補盲，比如干線物流卡車側(cè)方盲區(qū)。
最后，超聲波雷達確實不是一個新玩意兒，但是，確實在我們泊車或者說自動駕駛過程中是一個極為重要的感知傳感器，也有很多有意思的點，希望今天我的介紹能讓大家對它有更深刻的了解，有些不正確點也歡迎大家指正討論，最后祝愿自動駕駛早日實現(xiàn)！