2022-07-12 12:39:17
hello,各位朋友們,又(yòu)到了和大(dà)家聊自動駕駛技術的時間。本人之前做過超聲波雷達,毫米波雷達,ADAS攝像頭的産品經理,所以準備先出一(yī)個系列自動駕駛技術之傳感器篇。
超聲波雷達
關于超聲波雷達,先給大(dà)家講講基本原理,超聲波雷達是利用聲波(一(yī)種機械波,速度340m/s @空氣)在空氣中(zhōng)傳播,遇到障礙物(wù)會把部分(fēn)聲波進行折回,超聲波雷達再對折回的聲波進行接收,通過信号處理可以得到:
1. TOF(飛行時間),依此可以計算障礙物(wù)的距離(lí);
2. 幾個探頭自發自收,自發他收,三角定位後就可以把距離(lí)轉化爲坐标;
3. 回波的特性是有一(yī)定規律性的,如果能找到些内在規律,就可以對典型物(wù)體(tǐ)進行學習,高低判斷,甚至物(wù)體(tǐ)分(fēn)類學習。
所以,超聲波對于用戶或者系統來說,他的主要價值就是提供近距離(lí)感知(zhī)信息:
1.障礙物(wù)點雲信息,包含時間戳,一(yī)些自學習屬性,在掃車(chē)位和泊入過程爲系統提供障礙物(wù)檢測的信息;
2.Freespace可行駛區域,可作爲規劃控制的基礎;
3.點雲聚類形成車(chē)位,作爲空間車(chē)位的輸入。
AK1&AK2
由于這兩年關于AK1&AK2的說法很火(huǒ),我(wǒ)這裏就給大(dà)家講講我(wǒ)理解的AK1和AK2。
在這裏先把超聲波雷達的細分(fēn)市場跟大(dà)家介紹下(xià),首先超聲波雷達也分(fēn)爲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(lí)信息,不能通過多探頭收發時序控制做三角定位,僅僅用于PDC前後防碰撞報警,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(gōng)作;
2. 高端市場:高端探頭不僅能輸出距離(lí),還能通過三角定位輸出點雲信息,而且隻有這種點雲信息才有跟視覺進行融合的基礎(視覺點雲,或者語義分(fēn)割的目标等),所以可以用于更爲高階的ADAS功能,APA&HPA&AVP甚至一(yī)些高速場景;
而我(wǒ)們所說的AK1&AK2都是屬于高端産品,都是可以輸出點雲的超聲波。那具體(tǐ)有什麽不同呢?其實最大(dà)的不同是可編碼性(coding),傳統的超聲波由于都是在同頻(pín)進行工(gōng)作的,所以爲了避免同頻(pín)幹擾,一(yī)個保杠的所有探頭的輪次發波的,所以系統刷新周期較長。而AK2通過一(yī)些特殊的編碼方式可以實現多個傳感器的同時收發波,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出可以線性變頻(pín)的正弦波。
AK2優勢
1. 如果系統刷新較長,會有什麽後果呢?單位時間的點雲信息就少了,也就是密度少了,密度少了會有什麽後果呢?障礙物(wù)包括車(chē)位的輪廓就沒有那麽好了,整體(tǐ)系統精度就會受到影響,這也是爲什麽現在毫米波雷達上講的要通過級聯去(qù)增加點雲緻密度的原因;
2. 線性調頻(pín)(Chirp模式)下(xià)發波強度可以做到最大(dà),提高我(wǒ)們的最遠探測距離(lí);
3. 新一(yī)代的ASIC提取數字信号的能力更強,帶寬也更大(dà)(老一(yī)代超聲波一(yī)般采用GPIO/LIN,新一(yī)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号處理中(zhōng),信号處理中(zhōng)可以采取更多更有意思的算法去(qù)做更有意思的事兒。當然,這個對于MCU也是很大(dà)的負載,所以各家可以考慮對整個域控架構進行些調整,适當超聲算法可以放(fàng)在SOC端。
後續超聲波雷達的叠代方向
1. AIP封裝的近場雷達是否會代替?由于毫米波雷達的優勢,點雲的豐富度,測高能力等,未來整車(chē)是否由毫米波替代超聲波呢?讓我(wǒ)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隻能輸出物(wù)體(tǐ)的高低屬性,無法準确測高,所以下(xià)一(yī)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(zhōng)高速條件下(xià)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(xià)),中(zhōng)高速條件下(xià)的超聲波穩定探測也是一(yī)個未來需要解決的點,很多高速場景也需要超聲波進行一(yī)定的補盲,比如幹線物(wù)流卡車(chē)側方盲區。
最後,超聲波雷達确實不是一(yī)個新玩意兒,但是,确實在我(wǒ)們泊車(chē)或者說自動駕駛過程中(zhōng)是一(yī)個極爲重要的感知(zhī)傳感器,也有很多有意思的點,希望今天我(wǒ)的介紹能讓大(dà)家對它有更深刻的了解,有些不正确點也歡迎大(dà)家指正讨論,最後祝願自動駕駛早日實現!
研究報告:2021年超聲波雷達出貨直逼1億顆,智能泊車(chē)成關鍵引擎
沒有了