2022-07-12 12:39:17
hello，各位朋友們，又到了和大家聊自動(dòng)駕駛技術(shù)的時(shí)間。本人之前做過(guò)超聲波雷達(dá)，毫米波雷達(dá)，ADAS攝像頭的產(chǎn)品經(jīng)理，所以準(zhǔn)備先出一個(gè)系列自動(dòng)駕駛技術(shù)之傳感器篇。
超聲波雷達(dá)
關(guān)于超聲波雷達(dá)，先給大家講講基本原理，超聲波雷達(dá)是利用聲波（一種機(jī)械波，速度340m/s @空氣）在空氣中傳播，遇到障礙物會(huì)把部分聲波進(jìn)行折回，超聲波雷達(dá)再對(duì)折回的聲波進(jìn)行接收，通過(guò)信號(hào)處理可以得到：
1. TOF(飛行時(shí)間），依此可以計(jì)算障礙物的距離；
2. 幾個(gè)探頭自發(fā)自收，自發(fā)他收，三角定位后就可以把距離轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)；
3. 回波的特性是有一定規(guī)律性的，如果能找到些內(nèi)在規(guī)律，就可以對(duì)典型物體進(jìn)行學(xué)習(xí)，高低判斷，甚至物體分類(lèi)學(xué)習(xí)?！ ?/p>
所以，超聲波對(duì)于用戶(hù)或者系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，他的主要價(jià)值就是提供近距離感知信息：
1.障礙物點(diǎn)云信息，包含時(shí)間戳，一些自學(xué)習(xí)屬性，在掃車(chē)位和泊入過(guò)程為系統(tǒng)提供障礙物檢測(cè)的信息；
2.Freespace可行駛區(qū)域，可作為規(guī)劃控制的基礎(chǔ)；
3.點(diǎn)云聚類(lèi)形成車(chē)位，作為空間車(chē)位的輸入?！ ?/p>
AK1&AK2
由于這兩年關(guān)于AK1&AK2的說(shuō)法很火，我這里就給大家講講我理解的AK1和AK2?！ ?/p>
在這里先把超聲波雷達(dá)的細(xì)分市場(chǎng)跟大家介紹下，首先超聲波雷達(dá)也分為高端和低端兩個(gè)市場(chǎng)：
1. 低端市場(chǎng)：該超聲波雷達(dá)僅能輸出距離信息，不能通過(guò)多探頭收發(fā)時(shí)序控制做三角定位，僅僅用于PDC前后防碰撞報(bào)警，這類(lèi)超聲波不需要消耗很多CPU算力，所以探頭本身自帶的ASIC芯片就能完成該工作；
2. 高端市場(chǎng)：高端探頭不僅能輸出距離，還能通過(guò)三角定位輸出點(diǎn)云信息，而且只有這種點(diǎn)云信息才有跟視覺(jué)進(jìn)行融合的基礎(chǔ)（視覺(jué)點(diǎn)云，或者語(yǔ)義分割的目標(biāo)等），所以可以用于更為高階的ADAS功能，APA&HPA&AVP甚至一些高速場(chǎng)景；
而我們所說(shuō)的AK1&AK2都是屬于高端產(chǎn)品，都是可以輸出點(diǎn)云的超聲波。那具體有什么不同呢？其實(shí)最大的不同是可編碼性（coding)，傳統(tǒng)的超聲波由于都是在同頻進(jìn)行工作的，所以為了避免同頻干擾，一個(gè)保杠的所有探頭的輪次發(fā)波的，所以系統(tǒng)刷新周期較長(zhǎng)。而AK2通過(guò)一些特殊的編碼方式可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)傳感器的同時(shí)收發(fā)波，主流的方法和FMCW毫米波雷達(dá)有點(diǎn)類(lèi)似，讓超聲波雷達(dá)可以發(fā)出可以線性變頻的正弦波。
AK2優(yōu)勢(shì)
1. 如果系統(tǒng)刷新較長(zhǎng)，會(huì)有什么后果呢？單位時(shí)間的點(diǎn)云信息就少了，也就是密度少了，密度少了會(huì)有什么后果呢？障礙物包括車(chē)位的輪廓就沒(méi)有那么好了，整體系統(tǒng)精度就會(huì)受到影響，這也是為什么現(xiàn)在毫米波雷達(dá)上講的要通過(guò)級(jí)聯(lián)去增加點(diǎn)云致密度的原因；
2. 線性調(diào)頻（Chirp模式）下發(fā)波強(qiáng)度可以做到最大，提高我們的最遠(yuǎn)探測(cè)距離；
3. 新一代的ASIC提取數(shù)字信號(hào)的能力更強(qiáng)，帶寬也更大（老一代超聲波一般采用GPIO/LIN，新一代上DSI)，所以可以把更多更原始的特征信息提取出來(lái)給到上層信號(hào)處理中，信號(hào)處理中可以采取更多更有意思的算法去做更有意思的事兒。當(dāng)然，這個(gè)對(duì)于MCU也是很大的負(fù)載，所以各家可以考慮對(duì)整個(gè)域控架構(gòu)進(jìn)行些調(diào)整，適當(dāng)超聲算法可以放在SOC端?！ ?/p>
后續(xù)超聲波雷達(dá)的迭代方向
1. AIP封裝的近場(chǎng)雷達(dá)是否會(huì)代替？由于毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)，點(diǎn)云的豐富度，測(cè)高能力等，未來(lái)整車(chē)是否由毫米波替代超聲波呢？讓我們拭目以待；
2. 可以進(jìn)行測(cè)高的超聲波：由于目前超聲波雷達(dá)只能輸出物體的高低屬性，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)高，所以下一代超聲波也需要把此痛點(diǎn)解決，方案當(dāng)然由很多，在此不表；
3. 可以在中高速條件下進(jìn)行探測(cè)的超聲波：目前超聲波主要運(yùn)用于低速場(chǎng)景（25kph以下），中高速條件下的超聲波穩(wěn)定探測(cè)也是一個(gè)未來(lái)需要解決的點(diǎn)，很多高速場(chǎng)景也需要超聲波進(jìn)行一定的補(bǔ)盲，比如干線物流卡車(chē)側(cè)方盲區(qū)?！ ?/p>
最后，超聲波雷達(dá)確實(shí)不是一個(gè)新玩意兒，但是，確實(shí)在我們泊車(chē)或者說(shuō)自動(dòng)駕駛過(guò)程中是一個(gè)極為重要的感知傳感器，也有很多有意思的點(diǎn)，希望今天我的介紹能讓大家對(duì)它有更深刻的了解，有些不正確點(diǎn)也歡迎大家指正討論，最后祝愿自動(dòng)駕駛早日實(shí)現(xiàn)！