1.超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知超聲波是一種頻率高于20kHz的聲波(機(jī)械波)，它的方向性好，反射能力強(qiáng)易于獲得較集中的聲能。超聲波雷達(dá)是利用超聲波的特性研制而成的傳感器可以通過接收到反射后的超聲波探知周圍的障礙物情況，它可以消除駕駛員停車泊車、倒車和起動(dòng)車輛時(shí)前、后、左、右探視帶來的麻煩，幫助駕駛員消除盲點(diǎn)和視線模糊缺陷，提高行車安全性。利用超聲波進(jìn)行環(huán)境感知的傳感器稱為超聲波傳感器，也稱為超聲波雷達(dá)。它是利用超聲波的特性研制而成的傳感器，是在超聲頻率范圍內(nèi)將交變的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)或者將外界聲場(chǎng)中的聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件。概念超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知如圖所示，圖中用藍(lán)色圓圈畫出的區(qū)域中即為四個(gè)后向超聲波雷達(dá)。概念超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知特點(diǎn)（1）超聲波的傳播速度等于聲音的傳播速度，僅為光波的百萬分之一，并且指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，因此可以直接測(cè)量較近目標(biāo)的距離，一般測(cè)量距離小于10m。但超聲波在探測(cè)時(shí)存在最小探測(cè)盲區(qū)，一般是幾十毫米。超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知特點(diǎn)（2）超聲波對(duì)色彩、光照度不敏感，可適用于識(shí)別透明、半透明及漫反射差的物體。（3）超聲波對(duì)外界光線和電磁場(chǎng)不敏感，可用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強(qiáng)、有毒等惡劣環(huán)境中。（4）超聲波傳感器結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，信息處理簡單可靠，易于小型化與集成化，并且可以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。2.超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知激光雷達(dá)的工作原理

超聲波雷達(dá)的測(cè)距原理如圖，超聲波發(fā)射頭發(fā)出的超聲波脈沖經(jīng)介質(zhì)（空氣）傳到障礙物表面，反射后通過介質(zhì)（空氣）傳到接收頭，測(cè)出超聲脈沖從發(fā)射到接收所需的時(shí)間，根據(jù)介質(zhì)中的聲速，即可求得從探頭到障礙物表面的距離。設(shè)探頭到障礙物表面的距離為L，超聲波在空氣中的傳播速度為v（約為340m/s），從發(fā)射到接收所需的傳播時(shí)間為t，當(dāng)發(fā)射頭和接收頭之間的距離遠(yuǎn)小于探頭到障礙物之間的距離時(shí)，則有L=vt/2超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知激光雷達(dá)的工作原理超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知毫米波雷達(dá)的主要參數(shù)1.測(cè)量范圍超聲波雷達(dá)的測(cè)量范圍取決于其使用的波長和頻率。波長越長，頻率越小，測(cè)量距離越大，如具有毫米波長的緊湊型雷達(dá)的測(cè)量范圍為300～500mm，波長大于5mm的雷達(dá)的測(cè)量范圍可以達(dá)到10m。2.測(cè)量精度測(cè)量精度是指雷達(dá)測(cè)量值與真實(shí)值的偏差。超聲波雷達(dá)測(cè)量精度主要受被測(cè)物體體積、表面形狀、表面材料等影響。被測(cè)物體體積過小、表面凹凸不平、物體材料吸收聲波等情況都會(huì)降低超聲雷達(dá)的測(cè)量精度。測(cè)量精度越高，感知信息越可靠。超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知毫米波雷達(dá)的主要參數(shù)3.波束角雷達(dá)產(chǎn)生的聲波以一定角度向外發(fā)出，沿雷達(dá)中軸線方向上的超聲射線能量最大，能量向其他方向逐漸減弱。以雷達(dá)中軸線的延長線為軸線，到一側(cè)能量強(qiáng)度減小一半處的角度稱為波束角。波束角越小，指向性越好。一些雷達(dá)具有較窄的6°波束角，適合精確測(cè)量相對(duì)較小的物體。波束角為12°～15°的雷達(dá)能夠檢測(cè)具有較大傾角的物體。4.工作頻率工作頻率直接影響超聲波的擴(kuò)散和吸收損失、障礙物反射損失、背景噪聲，并直接決定雷達(dá)的尺寸。一般將工作頻率設(shè)置在40kHz左右，這樣雷達(dá)方向性尖銳，且避開了噪聲，提高了信噪比；雖然傳播損失相對(duì)低頻有所增加，但不會(huì)給發(fā)射和接收帶來困難。5.抗干擾性能超聲波為機(jī)械波，環(huán)境中的噪聲會(huì)干擾超聲波雷達(dá)接收物體反射回來的超聲波，因此要求超聲波雷達(dá)具有一定的抗干擾能力。3.超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知毫米波雷達(dá)組成超聲波雷達(dá)主要由發(fā)射傳感器、接收傳感器、控制部分與電源等組成。發(fā)射傳感器由波發(fā)送器與陶瓷振子換能器組成，換能器的作用是將陶瓷振子的電振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中輻射;接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，將其轉(zhuǎn)化為電能量，作為傳感器接收器的輸出從而對(duì)發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測(cè)。控制部分主要對(duì)發(fā)送器發(fā)送的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計(jì)數(shù)及探測(cè)距離等進(jìn)行控制。超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知毫米波雷達(dá)組成超聲波雷達(dá)的典型結(jié)構(gòu)超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知毫米波雷達(dá)組成超聲波雷達(dá)的典型結(jié)構(gòu)采用的是雙晶振子（壓電晶片），即把雙壓電陶瓷片按相反極化方向粘在一起；在長度方向上，一片伸長另一片就縮短。在雙晶振子的兩面涂覆薄膜電極，上面用引線通過金屬板（振動(dòng)板）接到一個(gè)電極端，下面用引線直接接到另一個(gè)電極端。雙晶振子為正方形，正方形的左右兩邊由圓弧形凸起部分支撐。這兩處支點(diǎn)形成振子振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。金屬振動(dòng)板的中心有圓錐形振子，發(fā)送超聲波時(shí)，圓錐形振子有較強(qiáng)的方向性，因而能高效地發(fā)送超聲波；接收超聲波時(shí)，超聲波的振動(dòng)集中于振子的中心，所以能產(chǎn)生高效率的高頻電壓。超聲波傳感器采用金屬或塑料外殼，其頂部有屏蔽柵。通過超聲換能結(jié)構(gòu)，配以適當(dāng)?shù)氖瞻l(fā)電路，就可以使超聲能量定向傳輸，并按預(yù)期接收反射波，實(shí)現(xiàn)超聲測(cè)距、遙控、防盜等功能。4.超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知毫米波雷達(dá)的類型1.停車距離控制超聲波雷達(dá)（PDC）停車距離控制超聲波雷達(dá)又稱為駐車輔助雷達(dá)（UPA），安裝在汽車前后保險(xiǎn)杠上，用于探測(cè)汽車前后的障礙物，探測(cè)距離一般為15～250cm。2.自動(dòng)泊車輔助超聲波雷達(dá)（PLA）自動(dòng)泊車輔助超聲波雷達(dá)又稱為泊車輔助雷達(dá)（APA），安裝在汽車側(cè)面，用于測(cè)量停車位的長度，探測(cè)距離一般為30～500cm。超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知毫米波雷達(dá)的類型UPA和APA的探測(cè)范圍和探測(cè)區(qū)域如圖，圖中的汽車配備了前后方向各4個(gè)UPA，左右兩側(cè)各2個(gè)APA。APA的探測(cè)距離優(yōu)勢(shì)讓它不僅能夠檢測(cè)左右側(cè)的障礙物，而且還能根據(jù)超聲波雷達(dá)返回的數(shù)據(jù)判斷停車位是否存在。因此可用于自動(dòng)泊車時(shí)的泊車庫位檢測(cè)。超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知毫米波雷達(dá)的類型5.超聲波雷達(dá)原理及認(rèn)知應(yīng)用場(chǎng)景倒車輔助:通過后置超聲波雷達(dá)感知車輛后方障礙物，發(fā)出倒車警告或自動(dòng)剎車。泊車位檢測(cè):超聲波雷達(dá)能夠幫助車輛識(shí)別泊車位的大小和位置，并輔助自動(dòng)泊車系統(tǒng)。高速橫向輔助:在較高車速下，側(cè)面超聲波雷達(dá)用于監(jiān)測(cè)盲區(qū)，并提供盲點(diǎn)預(yù)警