汽车电子车载雷达和超声波雷达系统工作原理

  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使用在于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，超声波雷达系统基本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，为驾驶者泊车提供相关依据。 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 泊车系统能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管理系统，自动泊车系统通过遍布车辆四周的雷达探头测 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，以此来实现自动泊车。

  盲点侦测系统又叫并线辅助系统，基本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管理系统，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，使驾驶者提前觉察有几率发生的危险。ADAS 系 统利用ARM、DSP、EVE 等处理器处理有关数据，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 系统主要使用在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 系统最重要的包含感知系统（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，能应用于泊车辅助和行车辅 助等多场景。车载摄像系统最重要的包含前视摄像头、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，大多数都用在泊车辅助；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，主要使用在于 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，还能轻松实现行人/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架构，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，全世界汽车行业产销量稳步增 长，2015 年全世界汽车行业产量达到 9,068 万辆，此后全世界汽车年产量持续稳定 在 9,000 万辆以上。2005-2019 年间，全世界汽车产量、销量的变动情况如下：

  在全世界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，成为全世界最大的汽 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%；中国汽车销量占全世界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，现在已经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。

  未来的汽车电子系统中，随着对安全、节能、环保、舒适和娱乐等需求的增加，相关元器件及其周边产品的出货也将持续快速增长。诸多汽车电子领域的设计挑战，需要从元器件层面就开始考虑解决方案。围绕这个话题，介绍新型传感器、保护器件、高压连接器在汽车动力控制、安全系统、通信娱乐、充放电系统等方面的应用。 汽车电子的技术升级速度和其他应用领域如工控、医疗相比是相当快的，这有多方面的原因。首先汽车电子和人们的日常生活紧密相关，尤其在欧美这些以车代步的国家，汽车作为必需品，几乎是大多数人日常出行的唯一选择。而正在崛起的新兴市场如中国、印度，汽车市场飞速增长，据最新报道，深圳的汽车保有量刚刚突破170万辆，成为汽车密度最高的内地城市。可以看出越来越

  这里主要介绍电流的检测方法，发现设计中容易被忽略的一些因素。首先考虑两种不同的方法：基于磁场的检测方法和基于分流器的检测方法。 1.基于磁场的检测方法(以电流互感器和霍尔传感器为代表)具有良好的隔离和较低的功率损耗等优点，在电源驱动技术和大电流领域应用较多，但它的缺点是体积较大，补偿特性、线性以及温度特性不理想。 2.分流器的方法高精度低阻值电阻器目前具有大功率和小体积的特点，这种方法成本较低，精度较高。在汽车电子中用的较多。 以车窗控制为例，想要实现防夹的功能，通常是同时使用两种方法进行检测的。 面对的车身电子控制系统的工作电流，一般都在在1-100A之间，当然大部分负载都有Inrush电流，

  随着汽车社会的不断发展，汽车保有量的逐步提升，行车安全在人们的日常生活中变得越来越重要，汽车科技的不断进步则进一步刷新了人们对行车安全的认知。行车安全一直是雷诺卡缤高度重视和关注。 E-NCAP五星碰撞佳绩 欧洲E-NCAP五星碰撞桂冠，众所周知，欧洲NCAP汽车碰撞测试一向以严谨客观著称，卡缤获此殊荣对消费者是个极大的心理慰藉。评测的方向包括成人保护、儿童保护、行人保护和安全辅助系统等多个方面的主被动安全，以鉴定车辆的安全级别，其最高级别为五星。 雷诺卡缤（Kadjar）就是这样一款获得五星安全评价的车型。在E-NCAP的碰撞测试中，卡缤正面100%重叠刚性壁障碰撞得分7.6分(满分10分)；侧面柱碰得分8.0分；可

  在整理汽车电子发展的时候，看到了一个欧盟赞助的项目是有关于高运算能力的计算平台的发展，这个项目的名称是《European Processor Initiative》它是欧洲发展高运算能力计算平台，面向未来的AI和5G社会的一个研究项目。 在这个研究项目里面，BMW的前瞻研究工程师开了脑洞，在我们已知的域控角度，谈到了2025年和2030年的汽车电子发展的蓝图。如下所示： Processing units of automotive ECUs from past to future 汽车计算平台的发展是硬件和软件集成到一定程度的需求，核心驱动力是随着整个 芯片产业 的发展，汽车电子里面硬件资源也在不断增

  发展的蓝图：汽车超级ECU架构变化 /

  在减免购置税、汽车下乡等多项政策措施的扶持下，我国汽车产业经受住国际金融危机的考验，出现了逆市发展的局面。但值得注意的是，高端汽车电子产品并未形成市场热点，混合动力汽车的发展仍然需要多项配套政策的护航。 近来，2009年上半年我国的各项经济数据纷纷出炉，汽车电子行业在汽车整车销售提升的带动下，实现了较大幅度的增长。然而仔细分析上半年的汽车电子市场不难发现，因为国家扶持发展的重点为小排量、低成本的汽车，促使中低端汽车电子产品实现了销量的上升，而那些高端汽车电子产品并没有在这轮市场热潮中获益。同时，尽管全球包括中国在内都在呼唤混合动力汽车的研制和生产，但从目前来看，混合动力汽车还没有能力替代传统汽车产品在市场上的统治地位，混

  是否还在为没有高端CAN测试仪器，无法进行CAN总线开发而发愁？今天告诉你：CAN卡同样能让你玩转汽车CAN总线开发测试。 CAN总线多用于汽车领域，在CAN总线的开发测试阶段，需要对其单节点性能，多节点组网通讯，网络拓扑结构等进行开发测试，需要虚拟、半虚拟、全实物仿真测试平台，并且必须测试各节点是否符合ISO11898中规定的错误响应机制等，所以CAN总线的开发需要专业的开发测试工具，并且在生产阶段也需要一批简单易用的生产线测试工具。 CAN总线开发测试工具主要有CANScope、CANalyst-II、Passiontech DiagRA、canAnalyser、X-Analyser、AutoCAN、CANspider等。

  CAN总线开发测试方案 /

  电子产品验证服务龙头-iST宜特科技今宣佈，经过层层审核，全世界汽车电子最高殿堂-汽车电子协会(Automotive Electronics Council，简称AEC)注一于近期正式认可宜特成为AEC协会会员，是亚洲唯一获认可实验室。全球会员只有93家公司，台湾仅9家成为协会一员，其中包括晶圆代工大厂台积电(TSMC)；台达电(Delta)等。 图说:宜特科技非常荣幸于今年成为AEC协会成员，是亚洲唯一第三方公正验证分析实验室。 AEC是于1990年由克莱思勒、福特汽车、通用汽车组成的组织，目的是要建立通用的汽车零件可靠度测试方法与品质系统标准。相关厂商若欲加入汽车电子供应链，都必须得取得AEC协会敲门砖，也就是通过A

  汽车电子设备的配置已成为当今汽车发展的潮流，电子技术的应用几乎深人到了汽车所有的系统当中。 汽车电子设计已成为汽车系统模块设计中的重点和难点。传统方式下的汽车设计者不得不借助各种机械的、液压的、电子的汽车零部件以验证汽车各子系统的功能，开发周期长，成本居高不下。为缩短开发周期、降低开发成本，人们引入了SABER仿真技术进行汽车系统技术的验证和开发。SABER仿真技术通过对整个汽车系统来进行有效的建模和分析，能节省大量的试验设备和试验时间。国际上几大跨国汽车公司都已使用SABER仿真技术进行设计，如美国通用、大众、克莱斯勒等。目前，国内有泛亚技术中心可以应用此项技术与通用(北美)进行同步开发。 1 SABER软件仿真技术

  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~

  有奖征文：邀一线汽车VCU/MCU开发工程师，分享开发经验、难题、成长之路等

  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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  编码器在运动控制类产品中很常见，旋转编码器都是组成运动控制反馈回路的关键元器件，包括工业自动化设备和过程控制、机器人技术、医疗设 ...

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