自动驾驶的“眼睛”：毫米波雷达/激光雷达/超声波雷达/摄像头技术介绍

2021-06-01 18:45

雷达，被称为电动汽车自动驾驶的“眼睛”。目前主流的“眼睛”有四类，分别是毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、摄像头，它们有着不同的功能以及运用不同的工作原理。

本文主要介绍毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达这三种技术都应用在哪些场景，又怎么进行区分。

1、毫米波雷达

毫米波实际上就是电磁波，波段使用范围为30-300GHz频域，波长为1-10mm，介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。

测距原理是把无线电波（雷达波/电磁波）发射出去，根据接收回波与发送之间的时间差测得目标位置距离数据。一般的探测距离在0-200米之间，穿透能力强，具有全天候全天时的特点，但在雨、雾和湿雪等高潮湿环境下，会降低探测距离。

此外，相对来说，毫米波雷达元器件成本高，加工精度相对要求高，单片收发集成电路的开发相对迟缓，需要与摄像头互补使用。

2、激光雷达

激光雷达也称光学雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。

其工作原理是向目标发射探测信号（激光束），然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，显示器就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。

由于光速是我们目前已知的最快速度，因此激光雷达也是所有雷达中传播速度最快的。但是激光雷达目前存在挑战：一是车规级产品难度高，二是成本高，三是寿命短。

3、超声波雷达

超声波雷达是通过超声波发射装置向外发出超声波，再利用接收器接收反射回来的超声波时间差来测算距离。一般来说，频率越高灵敏度越高，而水平与垂直方向的探测角度就越小，使用范围为40KHz/48KHz/58KHz。

在很多车前后保险杠上看到的圆形装置，就是超声波雷达，它的特点就是传播距离远，但传播速度慢，所以车辆运动较慢或者静止时，它能派上用场，一旦车速过高，它的作用就不大了。于是，在车辆高速运动时更适用反应更快的毫米波雷达。

其探测距离在0.1-3米之间时精度较高，目前有部分测量侧方障碍物的超声波雷达其测距达到了7米，超声波雷达现在主要应用在倒车雷达、自动泊车等功能上。

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