国内汽车倒车雷达技术和产业发展状况浅析

国内汽车倒车雷达技术和产业发展状况浅国内汽车倒车雷达技术和产业发展状况浅 析析 万琦万琦 （中国电子科技集团公司第五十二研究所 杭州 ） 1 1 技术概述技术概述 倒车雷达，即汽车泊车安全辅助装置，也称倒车防撞雷达。它能以声音或更 为直观的显示告知驾驶员车辆周围是否有障碍物， 解除了驾驶员泊车和起动车辆 时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶者扫除视野死角和视线模糊的缺陷， 提高驾驶的安全性。 1.11.1 系统组成和工作原理系统组成和工作原理 倒车雷达通常由智能控制器、摄像头、超声波传感器(俗称探头)、显示设备、 语音设备等部分组成。 倒车雷达利用超声波测距原理工作。在倒车时 ,倒车雷达会自动启动，并在 智能控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波信号，当遇到障 碍物时， 产生回波信号，探头接收到回波信号后经控制器进行数据处理并计算出 车体与障碍物之间的实际距离，然后通过显示或语音设备提示给驾驶员，使其停 车或倒车更容易、更安全。 倒车雷达的提示方式可分为液晶、 语言和声音三种； 倒车雷达从连接方式上， 还可分为有线和无线两类。无线倒车雷达与有线倒车雷达拥有同样功能。目前与 有线倒车雷达相比，无线倒车雷达的主机和显示器采用无线传播技术连接，避免 了对车内饰进行拆卸。不过由于无线倒车雷达可能面临手机信号、电台收音等无 线电干扰影响其功能，使得无线倒车雷达还没有大面积普及 ,有线倒车雷达仍是 主流。 1.21.2 产品功能产品功能 产品功能是指倒车雷达的报警方式，目前主要有如下几种： (1)人声报警：指通过语音的方式将障碍物距离播报出来。特点是清晰准确， 不影响视觉观察、缺点是有时延，会有一定的误差。尤其是在车与障碍物之间的 距离变化较快时，语言来不及转换，无法播报准确的数据。 (2)电子声报警：指通过形象的心跳声或者嘀嘀声等来标识距离，特点是不影 响视觉观察，时延小，缺点是不准确。 (3)数字显示：指在显示设备上动态显示与障碍物之间的距离数值。优点是直 观准确。缺点是需要眼睛经常看，影响视觉观察。 (4)图像显示：指具有摄像头的倒车雷达将车后的障碍物图像直接显示到视频 设备上。优点是误差小，直观准确。缺点是需要眼睛经常看，影响视觉观察，而 且在不同的天气和气候下会有一些影响。 现在新型的倒车雷达还可以提供电视收 看等功能。 1.31.3 影响倒车雷达系统性能的主要因素影响倒车雷达系统性能的主要因素 1.3.11.3.1 倒车雷达探头倒车雷达探头 探头是超声波传感器的俗称， 也是倒车雷达最核心的器件之一。它利用超声 波原理，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后，反射回探头， 从而计算出车体与障碍物之间的距离。 一个探头的正常测试范围的夹角为 90 度， 所以要想在整个车尾后面提供探测，至少需要 2 个探头。 由于每个探头的测试范围的夹角是固定的 90 度，自然会产生盲角，为安全 起见，当然是探头数越多，探测能力越强。 现在市面上的倒车雷达分别有 2 探头、 3 探头、 4 探头、 6 探头及 8 探头。 2～ 4 探头的倒车雷达安装在汽车的后保险杠上面， 6～8 探头的倒车雷达一般安装为 前 2 后 4，或者前 4 后 4。通常来说，探头数量决定了倒车雷达的探测覆盖能力， 能减少探测盲区。6 个以上探头的倒车雷达在倒车时，可探测前左、右角。 探头也有安装在侧面的， 当车辆转弯时， 车辆与两旁障碍物之间的距离也会 显示。实际上到今天，倒车雷达已不单是提供倒车安全信息，甚至还可以提供行 车时两边距离的安全信息。 探头与数据处理装置的连接方式有两种， 分别是有线和无线的。无线的可以 不破坏车的内饰，易于安装和使用，但价格要高一些，而且容易受到干扰。 因为设备不可避免的会存在一定误差，而且在不同的冷暖环境以及天气中， 探头的灵敏度也会受到一定的影响。 所以有条件的用户可以安装带摄像头的倒车 雷达， 通过显示屏可以直观看到栏杆等倒车雷达不易检测的障碍物。新型的倒车 雷达甚至会采用红外摄像头，以免除阴雨天气和黑夜给倒车造成的影响。 1.3.21.3.2报警距离报警距离 报警距离是一个区间， 表示倒车雷达在车辆离障碍物最远多大距离时开始报 警。 报警距离大可以给驾驶员更充足的反应时间。因为探头一般都安装在保险杠 上，所以它的最短距离理论上是 0，但一般应该留 20cm 左右。倒车雷达的报警 距离一般是 1.5m，少数超长的报警距离可以达到3m，但也有一些品牌的倒车雷 达因其敏感度不够，探测距离仅为 0.9m，会给驾驶员的判断及采取措施带来一 定的困难。 1.3.31.3.3 报警音量报警音量 报警音量是指倒车雷达通过声音的方式通知驾驶员时所能达到的最大音量。 倒车雷达的报警音量通常在 60～80dB(分贝)左右，高的会达到 100 多 dB。过小 的报警音量会影响驾驶员在嘈杂环境下的判断，但超过 120dB 的声音会令人感 到不舒服。 1.3.41.3.4 显示精度显示精度 显示精度是指倒车雷达 在显示设备上能够显 示的最小刻度，通常为 0.1m(10cm)。一般来说，，产品的显示精度越高测量误差越小，测量越准确。 1.3.51.3.5 显示距离显示距离 显示距离指倒车雷达的显示设备可以显示的距离范围。 一般在 20cm 到 1.5m 之间。倒车雷达一般都会从最远探测距离开始显示(1.5m)，然后随着障碍物的距 离接近，显示的数值随之变化，但当小到一定程度(20cm)时，大部分系统开始不 再显示新的距离数值，或者显示 STOP 以及其他标识标明距离很接近，此时应当 立即停车。 1.3.61.3.6 测量误差测量误差 测量误差是指倒车雷达测出的障碍物距离与实际障碍物距离的差异， 通常用 厘米或者百分比表示。一般倒车雷达的测量误差在 5cm 左右，好一点的可以达 到 1cm。 1.3.71.3.7 摄像头角度摄像头角度 摄像头角度指配备摄像头的倒车雷达， 其摄像头可以观测的范围，一般用角 度进行标识。 摄像头可视角度大能够看到更多的内容和更广的范围，有助于倒车 时的安全。通常的摄像头角度在 60～90 度左右。 1.3.81.3.8 电源电源 电源是指为了倒车雷达能够正常工作所需要提供电能的设备。 大部分车用电 子设备都会使用汽车的标准 12V 电源，倒车雷达也不例外。一般的倒车雷达能 够支持的电源电压在 10～16V 之间。倒车雷达的整体功率都不大，不会对车载 电源负载造成太大影响。 1.3.91.3.9 功率功率 倒车雷达的主要功率消耗是主机和显示设备， 探头的发射功率在几毫瓦，一 般可以忽略不计。主机消耗的功率一般是几瓦之内，显示设备根据不同的种类是 不一样的，一般也是几瓦左右。 1.3.101.3.10 工作温度范围工作温度范围 倒车雷达能够正常工作的温度范围至少应该保证在 -10～50℃之间都能稳定 工作，现在市面上的大部分倒车雷达都能保证此要求。一般好一些的可以支持 -50～80℃的工作温度范围。因为汽车可能会在各种气候和天气下行驶，能否有 效的工作直接影响行车安全，所以倒车雷达的工作温度范围应该尽量宽。 1.41.4 存在的技术问题存在的技术问题 目前国内做倒车雷达的厂