汽车电子车载雷达和超声波雷达系统工作原理
发布时间: 2024-03-12 来源:行业资讯

  汽车电子科技类产品是指智能网联汽车、车联网和车载信息服务中,具备感知、计算、 反馈、控制、执行、通信、应用等功能,实现信息感知、高速计算、状态监测、 行为决策和整车控制的基础电子科技类产品。汽车电子于 1970 年代引入汽车工业,首 先在发动机燃油喷射控制管理系统应用,随着电子技术的持续不断的发展和汽车电子创新性 用途的不断开发,汽车电子开始大范围的应用于汽车的所有的领域。汽车电子种类较多, 按照应用领域划分可大致分为汽车电子控制管理系统(发动机电子、底盘电子、驾驶辅 助系统、车身电子)和车载电子电器(安全舒适系统、娱乐通讯系统等)等。

  汽车电子按照技术用途划分可大致分为传感器、控制器和执行器三类,近年来,汽 车电子行业呈现出智能化、网联化、集成化等的新发展的新趋势,促使传感器等关键 部件需求日益增加及数据总线技术关键技术逐渐普及。

  汽车传感器是汽车电子控制管理系统不可或缺 的一部分,用以测量位置、压力、力矩、温度、角度、距离、加速度、空气流量 等信息,并将这一些信息转换成电信号传输到汽车电子控制器。随着汽车电子科技类产品 在汽车应用的普及和多样化发展,汽车传感器产品的销量也实现了迅速增加。目 前,普通汽车一般安装数十个传感器,而高级轿车则安装多达上百个传感器。全 球范围内,无人驾驶技术不断向高阶跃进,对于传感器的需求也随之快速攀升。

  目前,汽车智能驾驶感知系统最重要的包含视觉感知、超声波感知、毫米波感 知和激光感知。

  汽车智能驾驶感知系统是汽车的“眼睛”和“耳朵”,负责对汽车所处环境进 行侦测,构成了汽车系统感知层,并为高级辅助驾驶系统的决策层提供准确、 及时、充分的依据,进而由执行层对汽车安全行驶作出准确判断。 汽车智能驾驶感知系统产品在汽车中的具体应用示意图如下:

  目前市场上主流的汽车智能驾驶感知系统包括视觉感知、超声波感知、毫 米波感知、激光感知等技术路线。不一样的汽车智能驾驶感知系统技术路线的优 点、缺点、适用场景和受限场景不同,主要如下:

  不同类型汽车智能驾驶感知系统的适用场景、受限场景、优缺点、成本等 不同,彼此之间主要形成互补而非简单替代关系。随着汽车行业整体智能化水 平的提高,汽车智能驾驶感知系统已逐步作为标配而大范围的应用于高、中、低档 等各类车型;因为无人驾驶的冗余和容错要求导致越是高阶的无人驾驶需要装 配越多的汽车智能驾驶感知系统,所以随着无人驾驶阶段的提升,单车的汽车 智能驾驶感知系统数量需求预测将同步增加。

  车载摄像系统产品采用高度平台化设计,融合了图像传感、车道偏 离预警、夜视、防水、3D 动态车辅线等多方面的技术,设计简单、灵活、可 靠,可支持 130°或者 195°镜头,支持不同的图像传感器。

  车载视觉系统产品在泊车系统中的应用可与车载雷达系统产品配合使用 的。泊车系统通过安装在车身上的摄像头以及超声波传感器,探测停车位置, 并形成实时泊车影像,帮助驾驶员扫除视野死角,提高泊车安全性和准确性。

  全景摄像系统,也叫 360 全景系统,是车载视觉安全系统的重要组成部 分,其工作原理是在车身周围安装若干广角摄像头用于采集车身周围画面,通 过图像处理手段将所采的鱼眼图像转变为没有畸变的俯视画面,最后多幅图像拼接为一张车体鸟瞰视图,实时地显示给司机,由此减少由于驾驶员视野盲 区引发的交通事故。

  车载视频行驶记录系统即记录车辆行驶途中的影像及声音等相关资讯的仪 器,车载录像系统的基本组成包括摄像头、主机、重力传感器、数据分析软件 等。车载视频行驶记录系统采用嵌入式处理器和嵌入式操作系统,结合 IT 领域最新的音视频压缩/解压缩技术、无线通讯技术、USB通信技术、高级车载电源管理技术,适用于各类车型进行实时录像和监控。

  超声波雷达系统,主要由超声波传感器、控制器和显示器或蜂鸣器等部分 组成。超声波雷达系统采用超声波测距原理,驾驶者在倒车或行驶时,启动车 载雷达系统,在控制器的控制下,由装置于车身上的探头发送超声波,遇到障 碍物,产生回波信号,传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理,判断 出障碍物或相邻车辆的位置,由显示器显示距离并发出警示信号提示给驾驶 者,使倒车或行驶更安全。 超声波测距是利用其发射特性来实现,其测距原理是通过超声波发射器发 出超声波信号,再由超声波接收器连续监测超声波发射后遇到障碍物所反射的 回波,由测出的从发射到接收到回波的时间差来计算出障碍物到车体的距离。 车载雷达系统工作原理示意图如下:

  超声波雷达系统主要应用于ADAS 中的泊车系统和盲点侦测系统中,具体 如下:

  泊车系统按照自动化程度分为普通泊车系统和自动泊车系统。在普通泊车 系统中,超声波雷达系统主要功能是计算车体与障碍物之间的实际距离,并提 示给驾驶者,为驾驶者泊车提供依据。 而在自动泊车系统中,超声波雷达系统的应用更为智能化和集成化。自动 泊车系统可以使汽车以正确的停靠位泊车,该系统包括环境数据采集系统、中 央处理器和车辆策略控制系统,自动泊车系统通过遍布车辆周围的雷达探头测 量车身与周围物体之间的距离和角度,然后通过车载电脑计算出操作流程配合 车速调整方向盘的转动,从而实现自动泊车。

  盲点侦测系统又叫并线辅助系统,主要功能是扫除后视镜盲区,其基本原 理是在汽车后保险杠安装超声波雷达传感器,在车辆行驶时发出超声波探测信 号,通过超声波雷达探测车辆两侧的后视镜盲区中的超车车辆,对驾驶者进行 提醒,从而避免在变道过程中由于后视镜盲区而发生事故。

  高级驾驶辅助系统(ADAS)是一个主动安全功能集成控制系统,其利用 超声波雷达系统、车载摄像系统、车载信息系统等各类电子部件以及算法等多 种技术,分析汽车所处周遭环境,进行静态、动态物体的识别、跟踪,在碰撞 或其他危险发生前就发出警报,使驾驶者提前觉察可能发生的危险。ADAS 系 统利用ARM、DSP、EVE 等处理器处理相关数据,再通过执行器改变汽车的行 驶状态,或者将信息反馈给驾驶者改变车辆的行驶状态,从而提升汽车驾驶的 安全性和舒适性。ADAS 系统主要应用于车辆高级辅助驾驶或智能驾驶领域, ADAS 系统在智能驾驶领域应用示意图如下:

  ADAS 系统主要包括感知系统(感知层)、计算分析(决策层)、控制执 行(执行层)三大模块,其中环境感知模块为计算分析模块提供基础数据来 源,计算分析模块的计算分析结果为控制执行模块提供指令依据。

  作为 ADAS 环境感知模块的重要组成部分,车载摄像系统、超声波雷达系 统以及毫米波雷达系统等产品在 ADAS 系统的具体应用如下:

  车载摄像系统是 ADAS 系统的视觉传感器,可以应用于泊车辅助和行车辅 助等多场景。车载摄像系统主要包括前视摄像头、后视摄像头、全景摄像头、 盲区摄像头、流媒体摄像头、车内监控摄像头、疲劳监测摄像头等,目前智能 驾驶的全套 ADAS 功能需要多个摄像头,包括 1 个或多个前视摄像头、多个环 视摄像头、1 个或多个盲区摄像头、1 个或多个流媒体摄像头、1 个疲劳监测摄像头以及 1 个或多个车内监控摄像头。后视摄像头是 ADAS 系统标配的传感 器,常与超声波雷达配合,主要用于泊车辅助;盲区摄像头通常为 2 个摄像 头;环视摄像头通常为 4 个广角摄像头,主要应用于 360 环视泊车,通过将 4 个摄像头的图像进行拼接后形成一幅完整的全景图像;流媒体摄像头通常为 1 个或者 3 个,用于内外镜面后视镜电子化替代;疲劳监测摄像头通常为 1 个, 用于驾驶员的疲劳状态、注意力集中度、危险驾驶行为等驾驶员状态监控并报 警提示;前视摄像头通常为 1 个或多个,主要是用于 FCW(前碰撞预警系统) 和 TSR(交通标识智能识别)等行车辅助系统,未来随着算法的精进,与毫米 波雷达配合,还可以实现行人/车辆/障碍物侦测系统等 ADAS 系统。

  自二十世纪 90 年代以来,经济贸易的全球化、世界汽车工业产业链分布的 全球化和大规模的跨国兼并重组,从根本上改变了汽车产业的传统资源配置方 式和竞争模式。汽车产业链的全球化具体表现在零部件的全球采购、产品生产 和销售网络的全球化布局和研发体系的专业化分工。 汽车行业全球化的产业链格局催生出了新型专业化分工协作模式,整车企 业与零部件企业形成了基于契约的网络型组织结构,整车企业的零部件全球采 购和零部件生产的全球化模糊了汽车产品的“国家特征”,也推动了汽车行业的 快速发展。特别是 2008 年全球性金融危机之后,全球汽车行业产销量稳步增 长,2015 年全球汽车行业产量达到 9,068 万辆,此后全球汽车年产量持续稳定 在 9,000 万辆以上。2005-2019 年间,全球汽车产量、销量的变动情况如下:

  在全球汽车产销量稳步增长的同时,全球汽车市场结构也不断调整,市场 需求的增长逐步由传统发达国家转移到新兴市场国家,尤其是除日本以外的亚 太地区,汽车产量增长强劲。中国从 2009 年开始超越美国,成为全球最大的汽 车销售市场。我国汽车销量从 2005 年的 575.74 万辆增长至 2019 年的 2,576.90 万辆,年复合增长率超过 10%;中国汽车销量占全球汽车销量的比例也从 2005 年的 8.73%增长至 2019 年的 28.23%。

  随着 2001 年中国加入世界贸易组织,中国汽车市场逐步开放,我国汽车制 造企业也把握住了全球分工和汽车制造业产业转移的历史机遇,实现了跨越式 发展,现已成为全球汽车工业体系的重要组成部分。同时随着我国经济的不断 发展、人民生活水平的持续提高,居民消费能力尤其是对乘用汽车等的消费能 力快速提高,汽车消费市场规模快速提升。2005-2019 年间,我国乘用汽车产销 量情况如下:

  自 2001 年中国加入世贸组织以来,我国汽车产销量逐年增长。2005 年, 我国乘用车产量仅为 397.11 万辆,而到 2017 年,我国汽车产量达到 2,471.83 万 辆,期间年均复合增长率达到 16.46%。虽然 2018 年、2019 年,我国汽车产销 量连续两年出现同比下降的情况,但是自 2015 年以来,我国乘用车的年产销量 均稳定在 2,000 万辆以上,总体市场规模巨大。我国的人均、户均汽车保有量 与发达国家相比仍存在差距,随着居民收入的进一步提高、脱贫攻坚取得全面 胜利,消费升级、拉动内需、促进国内大循环将进一步释放国内的汽车消费需 求,为全行业带来新的市场。

  2022年全球共销售了7940万辆新车,相比2021年下降2%,其中北美、欧洲和中国市场均出现下降,而印度、中东、东南亚和非洲等新兴市场则呈现上涨趋势。

  城市公共交通是满足人民群众基本出行的社会公益性事业,是交通运输服务业的重要组成部分,与人民群众生产生活息息相关,与城市运行和经济发展密不可分,是一项重大的民生工程。推进城市公共交通行业健康发展,保证城市公共交通平稳有序运行,对于促进经济社会可持续发展、改善城市人居环境、促进城市文明、保障广大人民群众基本出行权益至关重要。然而,公交车在管理上一直存在难点,如果能把这些问题解决,必将极大的促进公交智能化发展。 系统概述 博实结智能公交车北斗/GPS车辆管理系统是为了解决公交行业传统的人工调度管理模式而推出的电子化监控调度管理系统,通过应用本系统,全面实现公交行业业务的电子化管理。系统由三部分所组成:车载终端设备、传输网络和中心管

  我们不单单把汽车再看成是一个代步工具,而是一个善解人意的好朋友。随着消费者对汽车功能和性能要求的日益提高,汽车正逐渐向智能化的方向偏移,而这项变化也是由机械系统向电子系统转换。目前汽车中使用的电器和电子产品原件占汽车总成本的比例已从25%提高到40%。未来,这一占比必将进一步提高。而统计显示,市场呈现年增7%的趋势,举车载远程信息处理系统为例,它的市场将达200亿美元。 什么是汽车电子? 汽车电子可分为可见部分与非可见部分,车载设备为可见部分和汽车电子控制器为非可见部分。从用途角度而言,可分为汽车电子分为动力控制管理系统、安全控制系统、车身控制系统、行驶控制管理系统、信息系统。     动力控制系统:包括发动机管理控制系统、动力转向、A

  汽车电子市场快速增长来自于汽车和电子两大产业的合谋:一方面,汽车厂商将电子技术应用视为提升安全、舒适、环保和娱乐的主要手段,以作为卖点提升汽车附加值;另一方面,半导体厂商也将拥有长期、稳定利润的汽车电子领域视为新的增长点,纷纷加大投入,以躲避3C领域的残酷竞争。 研究机构Strategy Analytics的数据显示,2006年全世界汽车半导体市场比2005年增长了6.8%,达175.3亿美元,预计未来5年将保持8%的年复合增长率。该机构副总裁Chris Webber表示,增长主要来自安全、舒适和信息娱乐三大领域。 安全应用是最大的驱动力,源于现有被动安全系统(如ABS、VSC/ESP和乘客保护)渗透率提升,以及引入新的主动

  11 月 7 日消息,据 BusinessKorea,随着全球对电动汽车用高性能半导体的需求的迅速增加, 三星 电子和 SK 海力士 已逐渐将目光投向了汽车半导体领域。 IT之家了解到,这两家公司虽然在世界存储器半导体市场上占据了第一和第二的位置,但在汽车半导体市场上并没有太大的影响力。 Strategy Analytics 数据显示,以 2019 年的销售额为标准,韩国在全世界汽车半导体市场的占有率仅为 2.3%。 在油车领域,车用半导体价格普遍较低,因此收益性较低,而且油车更换周期也普遍更长,可以持续 10 年以上。但随着电动汽车和智能驾驶汽车的快速增长,对高附加值半导体的需求增加,韩国财团正积极应对这一发展趋势,加

  近年来,电动化、智能化的发展趋势加快了汽车行业变革,伴随着消费电子市场迎来智能化普及的高潮,汽车产业的智能化必将成为大势所趋。 为了跟上这一节奏转变,全球各大汽车企业随之展开了军备竞赛。率先发力的奥迪、宝马、特斯拉等车厂,已经在前装集成系统方面展开竞争。苹果、谷歌等国际科技巨头分别发布了各自的后装车载智能操作系统。就连三星、百度等许多科技公司也和传统汽车制造商纷纷“牵手”开发自动驾驶技术。 在汽车产业智能化成为大势所趋的背景下,各大企业深知,谁能掌握智能化的核心技术,未来谁就有资格建立汽车业的行业标准,拥有绝对的话语权。今天这篇文章小编就为大家解读一下:引发全世界汽车电子产业疯狂竞争的诱因是什么?汽车电子产业的主要战场在

  具有优异特性的“第三代半导体材料”碳化硅(SiC)相比传统硅材料,因具有良好的带隙、击穿场强、高热导率、高电子迁移率、高饱和电子漂移速度而被制为 SiC MOSFET 和 SiC 二极体,大面积应用于汽车和工业市场。 在 SEMICON CHINA 2020 开幕演讲中,博世汽车电子中国区总裁 Georges Andary 表示,碳化硅半导体为电机带来更高的功率,将为汽车行业带来新的变革。相较于传统硅基产品,使用碳化硅产品能耗降低 50%,提升功率,汽车续航里程将提高 6%。 碳化硅市场的增长趋势将会持续下去,博世预计 2018-2024 年,碳化硅市场年复合增长率达 29%,到 2024 年将达 20 亿美

  (2014 年 11月7日,北京讯)日前,首届“TI杯”汽车电子创新大赛决赛于10月18日在清华大学举行。此次大赛由清华大学汽车工程系协同全球领先的模拟与嵌入式处理领导厂商德州仪器(TI)共同举办。从2014年4月发布大赛信息时至评选结果出炉,历时半年时间。经过清华大学汽车工程系教授和德州仪器资深工程师组成的专业评委团队的遴选,最终由该校王翔宇同学带领团队凭借其提交的“分布式驱动小车的安全性设计”摘得桂冠,获得了本次大赛的一等奖。清华大学汽车工程系的教授李建秋、高大威、杨福源、马春生、张云龙、徐梁飞,德州仪器的工程师团队出席了本次大赛的决赛暨颁奖仪式。 图1:决赛现场评委、选手和组织人员合影 随着国内汽车销量的稳

  创新大赛圆满落幕 /

  在二十世纪90年代早期,汽车安全气囊系统就开始大量采用MEMS加速度计。在其后的十年中,MEMS技术的第二次应用浪潮被掀起。期间,MEMS技术被大量应用,产品种类逐渐增多,相关技术被应用到各行各业。第二代技术和产品取代了前者,并很快成为主流。据统计,汽车传感器市场在2009年规模就达到了25亿美元。2004至2009年间,全世界汽车传感器市场的年复合增长率已经达到了9%左右。而今,第三次MEMS应用浪潮正在逼近,越来越多的MEMS加速度计和陀螺仪将被用于更多更新的技术领域。 第三次应用浪潮的临近 在中国市场,政府正在不遗余力得加大对汽车产业的发展力度,其中汽车传感器市场成为发展最迅猛的市场。2009年中国汽车传感器市场销售额

  电气架构 产业技术路线图

  量产应用

  技术与应用研究报告

  直播回放: 贝能国际推出基于英飞凌技术的毫米波雷达模组,完美解决PIR市场痛点

  基于 Jacinto™ TDA2x SoC 和深度学习的实时 mmWave 和相机传感器融合系统设计

  Littelfuse - 汽车电子电路保护: 市场,标准,应用及解决方案

  【电路】汽车电子点火电路 (Electronic car ignition)

  MPS电机研究院 让电机更听话的秘密! 第一站:电机应用知识大考!第三期考题上线,跟帖赢好礼~

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  近日,龙芯中科在投资者互动平台回应用户提问时表示,龙芯第二代GPU核LG200将在2K3000中应用,2K3000计划在今年上半年交付流片。LG200支持 ...

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