2018年07月18日 | 超声波雷达的“未来江湖”

超声波雷达的工作原理，是通过发射接收40KHz 的超声波，根据时间差测算出障碍物距离，其测距精度大约是1~3厘米左右。

其构造一般分为等方性传感器和异方性传感器，所谓的等方性传感器为水平角度与垂直角度相同，异方性传感器为水平角度与垂直角度不同。等方性传感器的缺点在于垂直照射角度过大，容易探测到地，无法侦测较远的距离。异方性超声波探头产生的超声波波形强弱较不易稳定，而容易产生误报警的情况。

超声波雷达的技术方案，一般有模拟式、四线式数位、二线式数位、三线式主动数位，其中其三种在信号干扰的处理效果上依次提升，但依然存在。在技术难度、装配以及价格上各有优劣，总体呈递进趋势。

而三线式主动数位倒车雷达，每个倒车雷达传感器（探头）内部带有 CPU，独自完成信号的发射接收及数据处理，基本上不存在信号在传输上的干扰及损失；具有非常好的EMC及EMI性能；探头通过CPU可以及时各自地对各种信号进行处理和运算，并对检知器（超声波传感器本体）进行控制，从而取得非常精准的信号和判断。

市场上使用较多的是模拟式雷达，技术实力强的公司，会使用后几种方式。一般工艺水平只能将讯号源以及传感器驱动回路电源分开并且多数采取四线式做法。

检验超声波的性能指标，通常有传感器的水平/垂直侦测范围，传感器的阻抗特性，传感器的感度温度特性，传感器的余振温度特性，传感器的响应频率与感度温度特性，传感器的电容与温度特性等。

同时，雷达的抗同频干扰性、不侦测地面技术、自动故障诊断技术、抗共震、耐高低温、防水技术也是关注的焦点。

自动泊车不易

超声波雷达一般安装在汽车的保险杠或者侧面，前者称为UPA，一般用于测量汽车前后障碍物，后者称为APA，用于测量侧方障碍物。

APA超声波传感器是自动泊车辅助系统的核心部件，探测距离较远，可用作探测车位宽度，获得车位尺寸及车辆的位置信息。APA传感器使用与倒车雷达不同的工作频率，不形成干扰。一般在泊车系统中，通常的配置是8UPA+4APA。

超声波雷达成本较低，探测距离近精度高，且不受光线条件的影响，因此常用于泊车系统中。 

自动泊车功能离不开超声波雷达。 

宝马最新的 i 系列和 7 系列已经支持使用车钥匙遥控汽车自动泊车，在操作过程中用户只需要发出前进或后退两个指示，汽车就会持续使用超声波传感器检测车位和障碍物，自动操作方向盘和制动器，实现自动泊车。

大众第三代超声波半自动泊车系统，泊车辅助系统通常使用 6-12 个超声波雷达,车后部的4个短距超声波雷达负责探测倒车时与障碍物之间的距离，一侧的长距超声波雷达负责探测停车位空间。

超声波雷达的波速与温度相关，因此测量的精度与温度也直接相关。

2018年5月24日，百度与盼达用车在重庆启动国内首次自动驾驶共享汽车试运营，6台搭载了百度Apollo开放平台Valet Parking（自动泊车）进行了现场演示，泊车过程中会偶尔出现压到边界线的情况。

2018年6月13日，CES Asia上零跑汽车也展示了S01的自动泊车功能，演示过程中也出现了压线的情况，经工作人员调试后有所改善。工作人员表示，是由于当天气温较高，影响到了测距的精准性。

出现这种情况的，一种是雷达传感器本身的性能差异，另外一种就是软件算法不够完善。要解决这两个问题，需要软硬件方面的不断调优。这也是拉开国内外雷达厂商之家差距的地方！

低调的巨头：博世、法雷奥

超声波雷达模组的主要生产商有博世、法雷奥、日本村田、尼塞拉、电装、三菱、松下、台湾同致电子、深圳航盛电子、深圳豪恩、辉创、上富、奥迪威等。传统的超声波雷达多用于倒车雷达应用，这部分市场基本被博世、法雷奥占据，国内厂商很多，但能进前装市场的寥寥无几。

博世公司还有超声波雷达、倒车雷达、半自动泊车、全自动泊车，超声波雷达增加整个探测范围，提高刷新时间，每一个超声波雷达有一个代码，避免超声波雷达有噪音，可以更加精准。第六代超声波雷达可以很好的识别第五代产品无法识别的低矮物体。博世车用超声波传感器的检测范围为20~450厘米。

法雷奥的超声波雷达已经有十年的量产经验，短距超声波雷达覆盖范围为（2-4m）。其最新一代的自动泊车系统Park4U，就是基于超声波雷达，有平行与转角的两种泊车模式。 车身前后只需留出40厘米的空间，该系统就能够自动完成泊车过程。其客户有路虎、起亚、大众途安等众多OEM厂商。

同致电子主要生产有汽车倒车雷达、遥控中控、后视摄像头、智能车内后视镜等产品，是国内各大汽车厂（如上海通用、上海大众、东风日产、上海汽车、神龙汽车、奇瑞汽车、吉利汽车、福特汽车等）的供应商，也是目前亚洲倒车雷达OEM市场第一供应商。

广州奥迪威是一家成立19年的公司，UPA超声波传感器为奥迪威主营产品之一，2017年奥迪威销售超声波传感器近3000万支，中国汽车市场占有率达到近三成，全球汽车倒车雷达传感器市场占有率约9.59%。

由于超声波雷达是2B的生意，因此公开渠道并没有太多的信息纰漏，供应商与客户之间都是直接提供解决方案。

业内人士表示，超声波雷达在技术原理上本身没有太大的难度，国内外厂商之间的差距，主要在于传感器实现上的稳定性和可靠性。在这方面，国产厂商还有更长的路要走，积累经验。

未来市场竞争格局

目前大部分车型搭载的超声波雷达都为倒车雷达UPA，而随着近年来自动驾驶概念的兴起，基于超声波的自动泊车功能，逐渐进入大众视野，APA的市场会逐渐打开。

预计到2022年，自动泊车和智能泊车的市场占有率将会大幅提升，国内超声波雷达的市场份额将会达到上百亿。由此也催生了一些初创公司进入超声波雷达领域，位于苏州的辅易航就是这样的一家公司。

公司的核心创始团队，均来自国内一线厂商的超声波项目组，CEO辛勇磊有着11年汽车前装市场的经验，曾是两家公司的联合创始人，是一位成功的连续创业者。软件负责人曾供职于华为、博世，是一名资深的软件架构工程师。公司的硬件负责人也有着5年的跨国汽车电子硬件开发经验，是西南交大电气自动化硕士。

公司虽然正式成立于2017年6月，但在一年多的时间里，已经研发出了基于超声波的半自动以及全自动泊车方案，能够适应60%的泊车场景。

而在2018年年底前，公司希望能够通过深度融合摄像头的方案，实现3D泊车指引、特定车位制定的功能，覆盖80%的泊车场景。未来通过系统升级，逐渐实现全场景智能泊车，以及最后一公里代客泊车系统。 

辅易航目前已经在苏州工业园区建立了超声波传感器及控制单元的生产基地和实验中心，基于超声波传感器的软、硬件，已实现全自动泊车、遥控泊车、半自动泊车、盲区检测、低速紧急制动等ADAS功能，专注于“超声波+视觉”融合型智能泊车解决方案。

辅易航CEO辛勇磊表示：未来超声波的发展会往长距离探测、精确定位、安装便捷性方向发展，同时从整车角度来看，为了实现系统安全的冗余度，会往多系统融合、实现功能联动上发展，从而实现更丰富的应用场景。

未来，超声波雷达的国内市场的竞争格局会成两极分化的形态。

一种是传统的仅对障碍物距离做预判的普通的倒车雷达产品市场。这类产品市场的特征是技术门槛较低，产品附加值不高。其主要利润来自于大规模的量产数量和有效降低硬件及生产成本。

在这类普通超声波传感器的市场上，有能力自主制作传感器的核心部件的供应商，对产品成本的竞争力会远远大于核心部件外购的供应商。而目前国内具备该能力的厂商都是博世，法里奥等国际知名传统汽车零部件供应商。

另一种是支持紧急制动，错误加速，360防撞等高级功能的产品市场，只有这类超声波传感器产品才具备与视觉系统融合的基础条件。也是具备最终达到L2级别的全自动和智能泊车的一个产品。在这类市场上的玩家目前也是只有2家国际知名厂商具备该能力。

由于汽车行业开发周期长的特殊性，基于已经或近期量产的车型，普通超声波雷达的市场随着乘用车产量的逐年增加，在未来的几年内市场占有率依然会维持缓慢增长。

但由于普通雷达产品的单价较低，且随着对自动及智能泊车的市场需求，和新车型的更新换代，具备高级功能的超声波雷达，会有一个爆炸性的市场需求增长，预计到2022年高端产品的市场渗透率为55%，市场规模大约为200亿元。