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[原创] 超声波传感器在自动驾驶环境感知下的应用

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楼主 | 发布于 2018-02-02 | 只看楼主

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随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在。如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。

展望未来，超声波传感器作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，超声波传感器在汽车的应用可谓是不可抗拒的存在，总所周知自动驾驶，感知传感器非常关键，目前自动驾驶汽车测距与避障，主要采用传感器超声波、毫米波、摄像头和激光三种方式。这三种方式根据测距场景的不同，可以在自动驾驶中进行融合运用。下面工釆网小编来具体说说超声波传感器在汽车应用中扮演这怎样的角色。

超声波主要用于泊车测距、辅助刹车等，量程较短等，然而在倒车辅助过程中，超声波传感器通常需同控制器和显示器结合使用，从而以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶安全性。使用效果上，超声波雷达穿透性强，测距的方法简单，成本低。不过，由于超声波是一种机械波，其使用效果会受传播介质的影响，例如受天气情况的影响，在不同的天气情况下，超声波的传输速度不同，而且传播速度较慢。另外，当汽车高速行驶时，使用超声波测距无法跟上汽车的车距实时变化，误差较大，影响测量精度。

关于汽车测距方面重庆博创声远科技有限公司开发的“无人驾驶汽车超声波传感器”，因其精确测距可达20米，引得了众多评委和企业的注意。这项测距20米超声波技术，让价廉物美的超声波不再只用在倒车雷达上，还将大幅度降低自动驾驶环境感知技术的硬件成本。

超声测量范围最近，而毫米波和激光则负责远距离测量，如毫米波测量范围为200米，激光是100多米。比如谷歌发布的自动驾驶汽车，其测距与避障运用激光技术，成本极其高昂，仅激光传感器的成本就达到了60万人民币，比一辆车还贵。这对于自动驾驶汽车量产而言，成本难以被市场接受。毫米波成本比激光低，仅需要上千元，不过测距主要针对远处，针对近处能力较低。相对于这两种传感器，运用超声传感器来测距与避障，成本就要低很多。“现在我们的自动泊车就是运用的超声传感器，成本非常低。然而传统超声波传感器，其测距仅仅在1.5米到2米，探测范围非常有限，大多数只能用在倒车上。

目前有报道的超声波传感器测距能达到5米。超声波测距传感器，室内试验数据显示，在理想状态下，测距能达到20米，而且具有较高的测量精度，这将大大提升汽车驾驶的安全性，同时低廉的价格更有益于车量的量产。较于目前实际运用的两米测距，20米的测距已经是其的10倍，最重要的是，在如此大的测量范围内，具有较高的精度。他们所采用的材料是新型的压电陶瓷材料，而信号处理技术则采用了复杂介质环境条件下的多场景信号处理分析技术，精度能够达到厘米级。

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