一、超声波雷达的特点

【嵌牛提问】什么是超声波雷达？

超声波雷达是一款极其常见的传感器。如果觉得超声波雷达有些陌生，那么它还有一个更通俗的名字——倒车雷达。它是汽车驻车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示器告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员驻车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷。

超声波雷达的工作原理是通过超声波发射装置向外发出超声波，到通过接收器接收到发送过来超声波时的时间差来测算距离。目前，常用探头的工作频率有 40kHz, 48kHz和 58kHz三种。一般来说，频率越高，灵敏度越高，但水平与垂直方向的探测角度就越小，故一般采用 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。

常见的超声波雷达有两种。第一种是安装在汽车前后保险杠上的，也就是用于测量汽车前后障碍物的倒车雷达，这种雷达业内称为UPA；第二种是安装在汽车侧面的，用于测量侧方障碍物距离的超声波雷达，业内称为APA。UPA和APA的探测范围和探测区域都太相同，如下图所示。图中的汽车配备了前后向共8个UPA，左右侧共4个APA。

UPA超声波雷达的探测距离一般在15~250cm之间，主要用于测量汽车前后方的障碍物。如图所示，为单个UPA的探测范围示意图。

APA超声波雷达的探测距离一般在30~500cm之间。APA的探测范围更远，因此相比于UPA成本更高，功率也更大。如图为单个APA的探测范围示意图。APA的探测距离优势让它不仅能够检测左右侧的障碍物，而且还能根据超声波雷达返回的数据判断停**位是否存在。

目前大部分车型搭载的超声波雷达都为倒车雷达UPA，而随着近年来自动驾驶概念的兴起，基于超声波的自动泊车功能，逐渐进入大众视野，APA的市场会逐渐打开。

1、优势：超声波的能量消耗较缓慢，在介质中传播的距离比较远，穿透性强，测距的方法简单，成本低。

2、劣势：超声波雷达在速度很高情况下测量距离有一定的局限性，这是因为超声波的传输速度很容易受天气情况的影响，在不同的天气情况下，超声波的传输速度不同，而且传播速度较慢，当汽车高速行驶时，使用超声波测距无法跟上汽车的车距实时变化，误差较大。另一方面，超声波散射角大，方向性较差，在测量较远距离的目标时，其回波信号会比较弱，影响测量精度。但是，在短距离测量中，超声波测距传感器具有非常大的优势。

二、超声波雷达的工作频率

1、超声波雷达是一种常见的测距设备，其工作原理是通过发射超声波信号，然后依据接收到信号的时间差来确定与目标物体的距离。超声波雷达的工作频率通常在几十千赫兹到几百千赫兹之间，这个频率范围被称为超声波频率范围。

2、在这个频率范围内，声波的传播速度比电磁波的传播速度要慢得多，同时超声波雷达所使用的探头超声波产生的波长也比较短，因此其应用范围主要集中在近距离的测量领域，例如测量障碍物与车辆的距离、测量室内距离等。

3、在超声波雷达的实际应用过程中，还需要注意选择合适的工作频率。如果频率太低，信号的穿透能力不够，无法透过密度较大的物质进行探测；如果频率过高，信号的衰减速度就会加快，超声波的信号强度会迅速降低，达不到有效的检测效果。

4、总之，超声波雷达的工作频率是其检测效能的关键之一。在不同的应用场景中，要根据需要选择合适的频率范围，以获得良好的测量精度和可靠性。

三、超声波雷达的分类

车载超声波雷达主要分为UPA和APA两大类。UPA是一种短程超声波，主要安装在车身的前部与后部，检测范围为25cm～2.5m，由于检测距离大，多普勒效应和温度干扰小，检测更准确。APA是一种远程超声波传感器，主要用于车身侧面，检测范围为35cm～5m，可覆盖一个停车位。方向性强，探头波的传播性能优于UPA，不易受到其他APA和UPA的干扰。当然，检测距离越远，检测误差越大。

四、超声波雷达技术参数是

测量距离——取决于其使用的波长和频率；波长越长，频率越小，测量距离越大。测量汽车前后障碍物的短距超声波雷达测量距离一般为0.15~2.50m；安装在汽车侧面、用于测量侧方障碍物距离的长距超声波雷达测量距离一般为0.30~5.0m。

测量精度——传感器测量值与真实值的偏差。超声波雷达测量精度主要受被测物体体积、表面形状、表面材料等影响。测量精度越高，感知信息越可靠。测量精度要求在±10cm以内。

探测角度——水平视场角和垂直视场角

工作频率——发射频率要求是40±2kHz，这样传感器方向性尖锐，且避开了噪声，提高了信噪比。

工作温度——由于超声波雷达应用广泛，有的应用场景要求温度很高，有的应用场景要求温度很低，因此，超声波雷达必须满足工作温度的要求。工作温度一般要求-30℃~+80℃。