超聲波雷達(dá)何以“引爆”自動(dòng)駕駛?
超聲波雷達(dá)的誕生始于一次意外。
上個(gè)世紀(jì)六十年代,托尼·海斯在劍橋大學(xué)攻讀物理學(xué)博士學(xué)位時(shí),遭遇雙眼視網(wǎng)膜脫落,一度陷入失明困境。
前后經(jīng)歷8次手術(shù)后,海斯“撿回”了右眼視力。
重獲光明的他,決心“為盲人做些事情”,便一頭扎進(jìn)諾丁漢大學(xué)盲人移動(dòng)研究所,邊攻讀心理學(xué)博士學(xué)位,邊進(jìn)行超聲波盲人引導(dǎo)設(shè)備的研發(fā)工作,這一干就是十七年。
偶然一次機(jī)會(huì),海斯剝離出盲人引導(dǎo)設(shè)備的超聲波技術(shù),將其應(yīng)用于汽車倒車輔助。他信心滿滿地向英國(guó)捷豹高管推薦了這項(xiàng)發(fā)明,卻換來(lái)他們的不屑一顧:“有兩只眼睛、能判斷物體距離的正常人,不會(huì)對(duì)它感興趣。”
出乎捷豹高管們的意料,如今,超聲波雷達(dá)已經(jīng)成為稀松平常的汽車部件,支撐起自動(dòng)泊車等駕駛輔助功能,未來(lái)還將為完全自動(dòng)駕駛“出力”。
捷豹純電動(dòng)汽車I-PACE/捷豹官網(wǎng)
“偏愛”超聲波?
以特斯拉為例,這家電動(dòng)汽車巨頭高度依賴超聲波雷達(dá)。
通過(guò)收發(fā)超聲波,超聲波雷達(dá)能以1-3厘米精度測(cè)算0.2-5m范圍內(nèi)障礙物,充當(dāng)“汽車之眼”。
按工作頻率分類,超聲波雷帶可以分為40kHz、48kHz和58kHz三種,頻率越高,靈敏度越高,探測(cè)角度越。话礃(gòu)造分類,超聲波雷達(dá)可以分為等方性與異方性,二者的區(qū)別在于水平探測(cè)角度與垂直探測(cè)角度是否相同;按技術(shù)方案分類,超聲波雷達(dá)可以分為模擬式、四線式數(shù)位、二線式數(shù)位、三線式主動(dòng)數(shù)位,它們的信號(hào)抗干擾能力依次提升,技術(shù)難度與價(jià)格總體遞進(jìn)。
一套倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)需要在汽車后保險(xiǎn)杠內(nèi)配備4個(gè)UPA超聲波傳感器,自動(dòng)泊車系統(tǒng)需要在倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,增加4個(gè)UPA、4個(gè)APA超聲波傳感器,構(gòu)成前4(UPA)、側(cè)4(APA)、后4(UPA)的布置格局。
特斯拉自Autopilot推出以來(lái),便堅(jiān)持4+4+4的超聲波雷達(dá)布局。早期版本中,特斯拉在泊車輔助中使用前后8顆雷達(dá),在輔助駕駛中使用全部12顆雷達(dá)。特斯拉表示,與攝像頭監(jiān)控車道標(biāo)記不同,超聲波雷達(dá)可以監(jiān)控周圍區(qū)域,并掃清車輛或其他物體等盲點(diǎn)。
特斯拉Model 3超聲波雷達(dá)布局/特斯拉官網(wǎng)
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