汽车电子车载雷达和超声波雷达系统工作原理

  汽车电子科技类产品是指智能网联汽车、车联网和车载信息服务中，具备感知、计算、 反馈、控制、执行、通信、应用等功能，实现信息感知、高速计算、状态监测、 行为决策和整车控制的基础电子科技类产品。汽车电子于 1970 年代引入汽车工业，首 先在发动机燃油喷射控制管理系统应用，随着电子技术的持续不断的发展和汽车电子创新性 用途的不断开发，汽车电子开始大范围的应用于汽车的所有的领域。汽车电子种类较多， 按照应用领域划分可大致分为汽车电子控制管理系统（发动机电子、底盘电子、驾驶辅 助系统、车身电子）和车载电子电器（安全舒适系统、娱乐通讯系统等）等。

  汽车电子按照技术用途划分可大致分为传感器、控制器和执行器三类，近年来，汽 车电子行业呈现出智能化、网联化、集成化等的新发展的新趋势，促使传感器等关键 部件需求日益增加及数据总线技术关键技术逐渐普及。

  汽车传感器是汽车电子控制管理系统不可或缺 的一部分，用以测量位置、压力、力矩、温度、角度、距离、加速度、空气流量 等信息，并将这一些信息转换成电信号传输到汽车电子控制器。随着汽车电子科技类产品 在汽车应用的普及和多样化发展，汽车传感器产品的销量也实现了迅速增加。目 前，普通汽车一般安装数十个传感器，而高级轿车则安装多达上百个传感器。全 球范围内，自动驾驶技术不断向高阶跃进，对于传感器的需求也随之快速攀升。

  目前，汽车智能驾驶感知系统主要包括视觉感知、超声波感知、毫米波感 知和激光感知。

  汽车智能驾驶感知系统是汽车的“眼睛”和“耳朵”，负责对汽车所处环境进 行侦测，构成了汽车系统感知层，并为高级辅助驾驶系统的决策层提供准确、 及时、充分的依据，进而由执行层对汽车安全行驶作出准确判断。 汽车智能驾驶感知系统产品在汽车中的具体应用示意图如下：

  目前市场上主流的汽车智能驾驶感知系统包括视觉感知、超声波感知、毫 米波感知、激光感知等技术路线。不同汽车智能驾驶感知系统技术路线的优 点、缺点、适用场景和受限场景不同，主要如下：

  不同类型汽车智能驾驶感知系统的适用场景、受限场景、优缺点、成本等 不同，彼此之间主要形成互补而非简单替代关系。随着汽车行业整体智能化水 平的提高，汽车智能驾驶感知系统已逐步作为标配而广泛应用于高、中、低档 等各类车型；因为自动驾驶的冗余和容错要求导致越是高阶的自动驾驶需要装 配越多的汽车智能驾驶感知系统，所以随着自动驾驶阶段的提升，单车的汽车 智能驾驶感知系统数量需求预计将同步增加。

  车载摄像系统产品采用高度平台化设计，融合了图像传感、车道偏 离预警、夜视、防水、3D 动态车辅线等多方面的技术，设计简单、灵活、可 靠，可支持 130°或者 195°镜头，支持不同的图像传感器。

  车载视觉系统产品在泊车系统中的应用可与车载雷达系统产品配合使用 的。泊车系统通过安装在车身上的摄像头以及超声波传感器，探测停车位置， 并形成实时泊车影像，帮助驾驶员扫除视野死角，提高泊车安全性和准确性。

  全景摄像系统，也叫 360 全景系统，是车载视觉安全系统的重要组成部 分，其工作原理是在车身周围安装若干广角摄像头用于采集车身周围画面，通 过图像处理手段将所采的鱼眼图像转变为没有畸变的俯视画面，最后多幅图像拼接为一张车体鸟瞰视图，实时地显示给驾驶员，从而减少由于驾驶员视野盲 区引发的交通事故。

  车载视频行驶记录系统即记录车辆行驶途中的影像及声音等相关资讯的仪 器，车载录像系统的基本组成包括摄像头、主机、重力传感器、数据分析软件 等。车载视频行驶记录系统采用嵌入式处理器和嵌入式操作系统，结合 IT 领域最新的音视频压缩/解压缩技术、无线通讯技术、USB通信技术、高级车载电源管理技术，适用于各类车型进行实时录像和监控。

  超声波雷达系统，主要由超声波传感器、控制器和显示器或蜂鸣器等部分 组成。超声波雷达系统采用超声波测距原理，驾驶者在倒车或行驶时，启动车 载雷达系统，在控制器的控制下，由装置于车身上的探头发送超声波，遇到障 碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断 出障碍物或相邻车辆的位置，由显示器显示距离并发出警示信号提示给驾驶 者，使倒车或行驶更安全。 超声波测距是利用其发射特性来实现，其测距原理是通过超声波发射器发 出超声波信号，再由超声波接收器连续监测超声波发射后遇到障碍物所反射的 回波，由测出的从发射到接收到回波的时间差来计算出障碍物到车体的距离。 车载雷达系统工作原理示意图如下：

  超声波雷达系统主要应用于ADAS 中的泊车系统和盲点侦测系统中，具体 如下：

  泊车系统按照自动化程度分为普通泊车系统和自动泊车系统。在普通泊车 系统中，超声波雷达系统主要功能是计算车体与障碍物之间的实际距离，并提 示给驾驶者，为驾驶者泊车提供依据。 而在自动泊车系统中，超声波雷达系统的应用更为智能化和集成化。自动 泊车系统可以使汽车以正确的停靠位泊车，该系统包括环境数据采集系统、中 央处理器和车辆策略控制系统，自动泊车系统通过遍布车辆周围的雷达探头测 量车身与周围物体之间的距离和角度，然后通过车载电脑计算出操作流程配合 车速调整方向盘的转动，从而实现自动泊车。

  盲点侦测系统又叫并线辅助系统，主要功能是扫除后视镜盲区，其基本原 理是在汽车后保险杠安装超声波雷达传感器，在车辆行驶时发出超声波探测信 号，通过超声波雷达探测车辆两侧的后视镜盲区中的超车车辆，对驾驶者进行 提醒，从而避免在变道过程中由于后视镜盲区而发生事故。

  高级驾驶辅助系统（ADAS）是一个主动安全功能集成控制系统，其利用 超声波雷达系统、车载摄像系统、车载信息系统等各类电子部件以及算法等多 种技术，分析汽车所处周遭环境，进行静态、动态物体的识别、跟踪，在碰撞 或其他危险发生前就发出警报，使驾驶者提前觉察可能发生的危险。ADAS 系 统利用ARM、DSP、EVE 等处理器处理相关数据，再通过执行器改变汽车的行 驶状态，或者将信息反馈给驾驶者改变车辆的行驶状态，从而提升汽车驾驶的 安全性和舒适性。ADAS 系统主要应用于车辆高级辅助驾驶或智能驾驶领域， ADAS 系统在智能驾驶领域应用示意图如下：

  ADAS 系统主要包括感知系统（感知层）、计算分析（决策层）、控制执 行（执行层）三大模块，其中环境感知模块为计算分析模块提供基础数据来 源，计算分析模块的计算分析结果为控制执行模块提供指令依据。

  作为 ADAS 环境感知模块的重要组成部分，车载摄像系统、超声波雷达系 统以及毫米波雷达系统等产品在 ADAS 系统的具体应用如下：

  车载摄像系统是 ADAS 系统的视觉传感器，可以应用于泊车辅助和行车辅 助等多场景。车载摄像系统主要包括前视摄像头、后视摄像头、全景摄像头、 盲区摄像头、流媒体摄像头、车内监控摄像头、疲劳监测摄像头等，目前智能 驾驶的全套 ADAS 功能需要多个摄像头，包括 1 个或多个前视摄像头、多个环 视摄像头、1 个或多个盲区摄像头、1 个或多个流媒体摄像头、1 个疲劳监测摄像头以及 1 个或多个车内监控摄像头。后视摄像头是 ADAS 系统标配的传感 器，常与超声波雷达配合，主要用于泊车辅助；盲区摄像头通常为 2 个摄像 头；环视摄像头通常为 4 个广角摄像头，主要应用于 360 环视泊车，通过将 4 个摄像头的图像进行拼接后形成一幅完整的全景图像；流媒体摄像头通常为 1 个或者 3 个，用于内外镜面后视镜电子化替代；疲劳监测摄像头通常为 1 个， 用于驾驶员的疲劳状态、注意力集中度、危险驾驶行为等驾驶员状态监控并报 警提示；前视摄像头通常为 1 个或多个，主要是用于 FCW（前碰撞预警系统） 和 TSR（交通标识智能识别）等行车辅助系统，未来随着算法的精进，与毫米 波雷达配合，还可以实现行人/车辆/障碍物侦测系统等 ADAS 系统。

  自二十世纪 90 年代以来，经济贸易的全球化、世界汽车工业产业链分布的 全球化和大规模的跨国兼并重组，从根本上改变了汽车产业的传统资源配置方 式和竞争模式。汽车产业链的全球化具体表现在零部件的全球采购、产品生产 和销售网络的全球化布局和研发体系的专业化分工。 汽车行业全球化的产业链格局催生出了新型专业化分工协作模式，整车企 业与零部件企业形成了基于契约的网络型组织结构，整车企业的零部件全球采 购和零部件生产的全球化模糊了汽车产品的“国家特征”，也推动了汽车行业的 快速发展。特别是 2008 年全球性金融危机之后，全球汽车行业产销量稳步增 长，2015 年全球汽车行业产量达到 9,068 万辆，此后全球汽车年产量持续稳定 在 9,000 万辆以上。2005-2019 年间，全球汽车产量、销量的变动情况如下：

  在全球汽车产销量稳步增长的同时，全球汽车市场结构也不断调整，市场 需求的增长逐步由传统发达国家转移到新兴市场国家，尤其是除日本以外的亚 太地区，汽车产量增长强劲。中国从 2009 年开始超越美国，成为全球最大的汽 车销售市场。我国汽车销量从 2005 年的 575.74 万辆增长至 2019 年的 2,576.90 万辆，年复合增长率超过 10%；中国汽车销量占全球汽车销量的比例也从 2005 年的 8.73%增长至 2019 年的 28.23%。

  随着 2001 年中国加入世界贸易组织，中国汽车市场逐步开放，我国汽车制 造企业也把握住了全球分工和汽车制造业产业转移的历史机遇，实现了跨越式 发展，现已成为全球汽车工业体系的重要组成部分。同时随着我国经济的不断 发展、人民生活水平的持续提高，居民消费能力尤其是对乘用汽车等的消费能 力快速提高，汽车消费市场规模快速提升。2005-2019 年间，我国乘用汽车产销 量情况如下：

  自 2001 年中国加入世贸组织以来，我国汽车产销量逐年增长。2005 年， 我国乘用车产量仅为 397.11 万辆，而到 2017 年，我国汽车产量达到 2,471.83 万 辆，期间年均复合增长率达到 16.46%。虽然 2018 年、2019 年，我国汽车产销 量连续两年出现同比下降的情况，但是自 2015 年以来，我国乘用车的年产销量 均稳定在 2,000 万辆以上，总体市场规模巨大。我国的人均、户均汽车保有量 与发达国家相比仍存在差距，随着居民收入的进一步提高、脱贫攻坚取得全面 胜利，消费升级、拉动内需、促进国内大循环将进一步释放国内的汽车消费需 求，为全行业带来新的市场。

  2022年全球共销售了7940万辆新车，相比2021年下降2%，其中北美、欧洲和中国市场均出现下降，而印度、中东、东南亚和非洲等新兴市场则呈现上涨趋势。

  网络电子系统在汽车和工业应用中日益得到广泛部署，飞利浦采用独特的新型绝缘体上硅芯片( SOI )技术推出的控制域网络(CAN)接收器，具有卓越的EMC性能，既可提高可靠性又能有效地降低系统成本。本文将介绍飞利浦半导体公司的SOI技术及其在实现CAN收发器EMC优化方面的重大突破。 基于对更高安全性,例如防抱死(ABS)系统和气囊；更佳的操作性能，例如引擎控制和自动换档；以及更高的舒适度(如采用自动空调和座椅调节)需求的增长，汽车中集成了更多的电子控制器件，而且这一趋势愈演愈烈。 在各种工业应用中，电子控制电路的复杂性也提出了日益严格的要求，这使得EMC这种一个电子设备的运行对另一个设备功能的影响变得至关重要。

  在汽车智能化时代，语音操作逐渐成为标准配置。但通常在使用空调或打开车窗的时候，受到周围噪声的影响，语音操作实现起来并不顺利。近日，NEC宣布研发出了一种噪声去除技术可大幅提高车载系统语音操作的精确度。 据了解，该技术是利用两个麦克风吸收声源，再经过两个步骤做杂音处理，启用声音模型使设备更容易识别。通过这项技术，即使处在比原来嘈杂5倍的杂音环境中也可以完成正确的语音操作。 这项技术的具体处理步骤为，首先，通过对空调等车内特有噪声源的位置以及声音向车内麦克风传播的方式进行分析，将两个麦克风按小间距的方式，前后配置在车内的最佳位置。这样就能够准确识别来自汽车前方的噪声和说话者的语音，从而提高去除噪声的效率。 其次，对检测到的

  系统中的应用 /

  中国汽车行业的市场一直在不断增加，2008年的规模将达到1,000万辆。所有的汽车厂商，特别是轿车厂商，都预期存在强劲的市场需求。大部分公司的预计销售额都至少比2007年增长20%。 这一行业的强势增长策略使得汽车配件供应商，尤其是电子设备供应商非常活跃。iSuppli预测2008年中国汽车电子产品营收将达139亿美元，比2007年增长21.4%。 2007年，本土公司的营收总计21亿美元，占汽车电子市场的18.6%。如果算上跨国公司(比如全资外企(WOFE)和合资企业(JV))的本土研发团队，则2007年国内份额占总营收的37.3%，达43亿美元。这一规模预计从2007年开始以22.4%的平均复合年增长率(CA

  让我们来听听下面这些半导体厂商是如何看待汽车产业发展的，以及为了推动汽车产业的发展他们做了哪些贡献。 业界声音 TI处理器业务部业务开发总监蒋宏未来的ADAS处理器将会更加智能与强大，并且会朝着无人驾驶的方向发展，半导体也终将成为智能汽车与打造完美驾驶体验的核心。 TI拥有广阔的汽车产品组合，包括嵌入式处理器、完整的信号链、界面、电源模拟组合、ASSP、定制化集成电路等。通过SafeTI所设计的部件可以帮助客户满足ISO26262要求，同时实现更高的能源效率。TI在汽车行业拥有30年的研发经验，无论是汽车的前灯、尾灯还是整个系统，TI都为现代化汽车的发展提供了先进的创新技术。从信息娱乐到关键的主动与被

  未来是 智能网联汽车 的时代， 蜂窝通信, 无线互联, ADAS, DSRC, eCall，等等越来越多的无线应用已成为汽车不可或缺的重要组成。面对越来越复杂的系统，与无人驾驶技术越来越严格的安全需求，如何验证汽车各部件、新技术应用的功能与性能？如何评估系统共存对用户体验的影响？如何确保汽车甚至整个交通系统的协调工作与电磁兼容可靠性？   罗德与施瓦茨公司（简称R&S）作为在电磁兼容、无线通信、广播电视市场的领导者，在汽车领域积累了数十年的经验，能够为厂商和供应商提供专业而全面的测试测量解决方案。本次汽车测试展上，R&S公司将展示对于智能网联汽车性能、可靠性、安全性测试的各种解决方案，助力汽车业的发展革新。     我们现场的

  汽车作为现代人类的交通工具，改变了人们的生活方式，推动了社会经济的发展和人类文化的进步，成为社会不可缺少的交通工具。但随着汽车保有量的日益增加，汽车也带来诸如环境污染、能源消耗、交通安全等社会问题，其中汽车道路交通安全问题尤为突出，世界上每年道路交通事故死亡约120万人，近几年我国每年道路交通事故死亡约10万人，直接经济损失达数十亿元。 由于汽车事故不断出现，造成重大的社会危害，引起了世界各国的重视，汽车的安全问题已成为全球性的社会问题。各国为了减少交通事故和人员伤亡采取了一系列措施，取得了良好的效果。尤其是近几年，汽车上广泛采用电子技术，装备ABS、ASR、ESP、SRS及VDC等机电产品，汽车的安全性能有了大幅的提

  据外媒报道，三星电子在上周六（2017年3月11日）发布新闻稿，称公司已完成对美国汽车技术制造商——哈曼国际的并购案，该笔并购案投入资金80亿美元，使三星电子迈入了汽车电子市场。 交易完成后，哈曼的股东们将以现金形式获得112美元的每股收益，该条件在2016年11月首次披露该并购案时已谈妥，并获得哈曼国际的股东们及美韩两国监管机构的批准。三星电子在完成并购后将扩大其在智能网联技术领域的影响力，提升其在汽车电子这一细分市场的地位，公司将该领域视作为公司的战略重心，力图在未来实现业务增长。 三星电子总裁兼首席战略官孙英权（Young Sohn）与哈曼国际的董事长在一份联合声明中称：“今天对我们来说是一个历史性的时刻。该笔交易的完成创

  近几个月来，全世界的汽车召回事件有很多是软件设计缺陷造成的。 神龙汽车有限公司9月召回2.5万辆东风标致408/2.0升自动挡轿车。原因是发动机软件低速适配稳定性不良，车辆在起步或低速行驶时出现熄火现象。 捷豹公司近日因巡航系统软件缺陷在英国召回17678辆汽车。 本田汽车8月宣布全球召回249万辆汽车，其中涉及中国市场的有76万辆。雅阁召回的原因主要是软件设计问题，自动变速器快速在倒挡、空挡、驱动挡之间切换时，第二轴轴承可能被损坏，有可能导致发动机熄火，或驻车挡锁止功能失效。 日前，捷豹路虎(上海)汽车贸易有限公司开始召回部分2010款进口捷豹XF和部分2010/2011款进口捷豹XK车型。

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  直播回放: 贝能国际推出基于英飞凌技术的毫米波雷达模组，完美解决PIR市场痛点

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