自动驾驶中的“雷达”

自动驾驶中有好几种雷达，新手可能会混淆，这里统一介绍一下它们。

首先，所有雷达的原理都是发射波，接收回波（可能是声波或电磁波），并通过发射和接收的时间差以及波的速度计算距离。只不过发射的波不同，功能也不同。

激光雷达  Lidar

Lidar，Light Detection And Ranging 是激光探测及测距系统的简称，主要构成要素包括发射系统、接收系统和信号处理系统。

激光雷达主动发射波长约为900-1500nm的激光射线，波长短

激光雷达的文章网上太多了，这里贴一个质量比较好的

毫米波雷达  Radar

millimeter-wave radar

国际电信联盟（ITU）发布的《无线电规则》（2020 年）和我国《无线电频率划分规定》中，将无线电频率在 30-300GHz 的频段（波长 1-10mm）称呼为毫米波频段。

毫米波雷达使用的电磁波波长介于1-10mm，波长短、频段宽，比较 容易实现窄波束，雷达分辨率高，不易受干扰。目前国内使用的 24GHz、60GHz、77GHz、80GHz 等雷达产品统归为毫米波雷达。

在车载毫米波雷达中，目前主要有三种调制方案：调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW），频移键控（Frequency Shift Keying, FSK）以及相移键控（Phase Shift Keying, PSK）。

主流车载毫米波雷达所采用的的调制信号为调频连续波FMCW。

其基本原理是在发射端发射一个频率随时间变化的信号，经目标反射后被接收机接收，通过反射信号和接收信号之间的混频，得出两个信号的频率差，随后通过电磁波传播公式和多普勒效应公式求出目标距离和速度。

测量角度是通过计算不同天线单元之间的延时差来计算。

毫米波雷达的三个基本功能即为测距，测速，测角，由于测距精度较高，AEB常用毫米波雷达来做。

毫米波雷达的成本一般在几千元不等。

毫米波雷达一般通过CAN接入。

所谓4D毫米波雷达，是通过测量目标的距离、速度、方位角和高度，对目标进行精准辨别。

相比于激光雷达，毫米波雷达的优势是成本低，体积小，受恶劣天气的影响更小。毫米波雷达是L0~L2的ADAS功能中十分常用的传感器。

超声波雷达 USS

USS，Ultrasonic Sensor System，检测原理是发射超声波，检测回波，通过时间差测距。这也是蝙蝠所使用的测距原理。

关于超声波雷达的原理、分类和安装示意我之前写过一篇简单的文章

超声波雷达理论上对所有能够反射超声波的物体管用，包括固体和液体，但是如果目标物体是一个有角度的、能够将声波反射向其他角度的平面，或者是能够吸收超声波的海绵、泡沫等物体，超声波雷达的检测能力会受到影响。

按照检测距离，主要分为两类：LRU（Long Range Unit），检测距离通常在30-500cm，也有的能够超过700cm，检测角度较小，通常作为APA（Active Park Assist System）传感器安装在车身侧面；SRU（Short Range Unit），检测距离通常在15-250cm，通常作为UPA（Ultrasonic Park Assist System）传感器安装在前后保险杠。

一般的工作频率分为40kHz、48kHz和58kHz三种。频率越高其灵敏度越高，但是水平与垂直方向的探测角度就越小，所以常常使用的是40kHz的探头。超声波雷达防水、防尘，即使有少量的泥沙遮挡也不影响。探测范围在0.1-3米之间，而且精度较高，因此非常适合应用于泊车。车上的小圆点就是它。

超声波雷达的成本极低，最低可能在10元左右。

所谓倒车雷达一般也指超声波雷达。

超声波雷达一般通过CAN接入。