文/田忠朝
严格来说,泊车雷达并不是雷达,顶多是个传感器!
博世又一次把它的传感器展示车摆在了我面前,在此之前我参加了很多博世的活动,说实话,在传感器、电动工具领域,博世还真的是无人能出其右。
而这次的体验,博世展示了其在传感器领域的新成就,包括可预测性行人保护、车道辅助系统和交通标识识别的第三代多功能/立体摄像头、探测精度更高的第五代雷达传感器和第六代超声波传感器等。
博世展示车提供的一套360°车载环视系统,从我们在展示车上的体验来看,不管是四个摄像头拼合的全景画面,还是单摄像头的视角切换以及清晰度,博世这套系统方案都可以算得上目前车载环视系统中的第一梯队。
其实我想说的是什么呢?是雷达!博世也算是汽车雷达领域四大巨头之一(奥托立夫Autoliv、博世Bosch、大陆Continental、德尔福Dephi,行业内总结为ABCD),其地位,大概相当于iPhone在智能手机行业的地位,总会时不时的拿出一些类似标杆的新产品。
在此之前需要解释几个概念,那就是超声波传感器/雷达/激光雷达。
超声波传感器
我们经常看到车辆配置包含泊车雷达,这里的泊车雷达一般是指超声波传感器。超声波在空气中传播,遇到障碍物就反射回来。
由于超声波散射角大,方向性较差,在空气中传播损耗也大,在测量较远距离的目标时,其回波信号会比较的弱,影响测量精度;同时由于声音传播速度相对较低,超声波探测高速移动的物体时延迟较大,误差严重,所以不适合高速移动的物体测距。但低速短距离测量时优势就很明显了,所以适合作为泊车雷达使用。
实际上,一般的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,两侧的长距超声波雷达负责探测停车位空间。
超声波传感器与雷达有何区别?
而我们通常所说的雷达Radar是指电磁波传感器,其全称应该是 Radio Detection AndRanging,即利用无线电波对物体进行探测和定位。其探测距离比超声波远,但技术要求更高。
电磁波雷达又分为近程雷达(SRR)和中远程雷达(MRR/LRR)。近程雷达主要用于盲点探测、碰撞预警和防撞功能的后置雷达、泊车辅助等,通常在翼子板或车身四角位置。
而中远程雷达则通常作为ACC巡航、刹车辅助、紧急刹车、车距保持等功能的传感器。
因为电磁波的速度接近光速,所以如果距离过近(大约低于0.6米),系统就无法区别电磁波发射和接收的时间间隔,会误认为距离为0,所以电磁波雷达并不适合作为泊车传感器使用。
自动驾驶“新武器”——激光雷达Lidar
此次体验活动,博世还提到了其关于激光雷达的研究进展。其实随着自动驾驶技术的深入研究,现有的传感器技术明显不足以支撑高等级的自动驾驶,而激光雷达是行业默认的自动驾驶的核心传感器,目前来看也是行业最大的瓶颈。
在汽车行业,激光雷达还是个相对较新的技术,与摄像头相比,激光雷达可以全天候全时间工作。而相比电磁波雷达,激光雷达探测距离能达到将近300米,而且还能直观“看到”物体的形状,提供实时3D画面。
现在一些自动驾驶的测试车辆,很多都是在车顶固定一台类似云台的设备,其实它就是旋转式激光雷达,通过机械旋转的方式获得周围360°全景“影像”。
但这样的设备肯定不适合用在量产自动驾驶车辆上,无论是从满足车规还是降低成本的角度,小体积高稳定性的固态激光雷达看上去都是最正确的选择。它与旋转式激光雷达的区别,可以看作是固态硬盘和机械硬盘的差别。
固态激光雷达目前的趋势有MEMS(微型电机系统)技术,即直接在硅基芯片上集成体积十分精巧的微振镜,由可以旋转的微振镜来反射激光器的光线,从而实现扫描。
第二种是OPA(optical phased array)光学相控阵技术,采用多个光源组成阵列,通过控制各光源发光时间差,合成具有特定方向的主光束。然后再加以控制,主光束便可以实现对不同方向的扫描。
相对于MEMS,这一技术的电子化更加彻底,完全没有任何机械结构,自然也没有旋转。
第三种是Flash激光雷达,它不像MEMS或OPA的方法去进行扫描,而是短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光,再以高度灵敏的接收器,来完成对环境周围图像的绘制。
三个技术方案谁会成为最后的方向还未可知,在这方面,博世一边投资了TetraVue公司押注Flash技术,另一方边又自己造出了基于MEMS的固态激光雷达,很明显,这是不把鸡蛋放在一个篮子里!
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