一輛汽車(chē)大概會(huì)用到哪些傳感器？

汽車(chē)傳感器概念與分類(lèi) 傳感器的定義

傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。通常是由敏感元件、轉(zhuǎn)換原件、信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路等其他輔助元件組成。敏感元件接受被測(cè)量并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的其他量，轉(zhuǎn)換元件把來(lái)自敏感元件的其他量轉(zhuǎn)換成適合傳輸、測(cè)量的電信號(hào)，適合輸出、測(cè)量的電信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路被轉(zhuǎn)換為可顯示、記錄、處理和控制的有用電信號(hào)，最后有用電信號(hào)被傳遞至其他裝置并進(jìn)行通信。

傳感器的組成

敏感元件：直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。? 轉(zhuǎn)換元件：傳感器核心元件，以敏感元件的輸出為輸入，把感知的非電量轉(zhuǎn)換 為電信號(hào)輸出。轉(zhuǎn)換元件本身可以作為獨(dú)立傳感器使用，叫做元件傳感器。 變換電路：把傳感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成便于處理、控制、記錄和顯示的有 用電信號(hào)所涉及的有關(guān)電路。? 輔助電源：轉(zhuǎn)換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。

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汽車(chē)傳感器是把非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并向汽車(chē)傳遞各種工況信息的裝置。汽車(chē)傳感器可根據(jù)使用目的不同分為車(chē)身感知傳感器和環(huán)境感知傳感器。車(chē)身感知傳感器提高了單車(chē)自身的信息化水平，使車(chē)輛具備感知自身的能力；按照輸入的被測(cè)量不同主要分為壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、線(xiàn)加速度傳感器、角加速度傳感器、空氣流量傳感器、氣體傳感器，從工作原理上看這些傳感器大都采用MEMS方案。環(huán)境感知傳感器實(shí)現(xiàn)了單車(chē)對(duì)外界環(huán)境的感知能力，幫助汽車(chē)計(jì)算機(jī)獲得環(huán)境信息并做出規(guī)劃決策，為車(chē)輛智能化駕駛提供支持；環(huán)境感知傳感器主要分為車(chē)載攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)以及紅外雷達(dá)等。

汽車(chē)傳感器分類(lèi) 車(chē)身感知傳感器? 車(chē)身感知傳感器遍布汽車(chē)全身，被廣泛應(yīng)用于動(dòng)力系統(tǒng)（新能源車(chē)是三電系統(tǒng)）、底盤(pán)系統(tǒng)、車(chē)身系統(tǒng)?，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)自身信息的感知并作出決策、執(zhí)行，是汽車(chē)的 “神經(jīng)末梢”，目前發(fā)展較為成熟，以MEMS傳感器為主。 動(dòng)力來(lái)源是新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)燃油車(chē)的主要區(qū)別之一，新能源汽車(chē)的電子電氣架構(gòu)主要使用電池、電機(jī)、電控有關(guān)的以電流為主的電磁類(lèi)傳感器，燃油車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)則主要以測(cè)量壓力、溫度、氣體的傳感器為主；電磁類(lèi)傳感器需求有望隨新能源汽車(chē)滲透率提高逐步放量。按照被測(cè)物理量的不同車(chē)身感知傳感器可分為壓力、位置、溫度、加速度、氣體、流量等各類(lèi)傳感器。

環(huán)境感知傳感器?

環(huán)境感知傳感器是在汽車(chē)安全技術(shù)從被動(dòng)安全向主動(dòng)安全演進(jìn)的過(guò)程中產(chǎn)生的。感知傳感器主要功能為對(duì)車(chē)輛周身環(huán)境進(jìn)行探測(cè)識(shí)別，可看作車(chē)輛的眼睛。而不同類(lèi)型汽車(chē)智能駕駛感知系統(tǒng)的適用場(chǎng)景、受限場(chǎng)景、優(yōu)缺點(diǎn)、成本等不同，彼此之間形成互補(bǔ)關(guān)系。環(huán)境感知傳感器捕捉外界信息并提供給汽車(chē)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于規(guī)劃決策，主要包括激光雷達(dá)、車(chē)載攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等。? 汽車(chē)智能駕駛感知系統(tǒng)是汽車(chē)系統(tǒng)的感知層，將真實(shí)世界的視覺(jué)、物理、 事件等信息轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，為車(chē)輛了解周邊環(huán)境、制定駕駛操作提供基本保障，并為高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)的決策層提供準(zhǔn)確、及時(shí)、充分的依據(jù)，進(jìn)而由執(zhí)行層對(duì)汽車(chē)安全行駛作出準(zhǔn)確判斷。

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車(chē)身感知:壓力傳感器

將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的汽車(chē)壓力傳感器主要分為電容式和電阻式兩類(lèi)。壓力傳感器是能夠感受壓力信號(hào)，并將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用的電信號(hào)的裝置。根據(jù)壓敏元件的主流技術(shù)原理的不同，汽車(chē)壓力傳感器主要分為電容式壓力傳感器和電阻式壓力傳感器，通常應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管處、檢測(cè)大氣壓力變化、檢測(cè)渦輪增壓機(jī)的增壓壓力、檢測(cè)懸架系統(tǒng)的油壓、實(shí)時(shí)檢測(cè)輪胎壓力、測(cè)量氣缸內(nèi)混合氣燃燒壓力等。 車(chē)身感知:位置傳感器 位置傳感器是測(cè)量元件運(yùn)轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)所處位置的裝置。汽車(chē)位置傳感器的工作原理主要有霍爾效應(yīng)、磁電阻效應(yīng)、光電式、電容式、電熱式五種。根據(jù)用途不同可分為曲軸位置傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、車(chē)高與轉(zhuǎn)角位置傳感器、液位傳感器、方位傳感器、座椅位置傳感器等。

車(chē)身感知:汽車(chē)溫度傳感器

溫度傳感器：汽車(chē)上應(yīng)用最廣泛的溫度傳感器是熱敏電阻式溫度傳感器。汽車(chē)溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為可用輸出信號(hào)，按照工作原理可分為熱敏電阻式、熱電偶式、熱敏鐵氧體式，其中熱敏電阻式溫度傳感器應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同熱敏電阻式溫度傳感器可分為進(jìn)氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、車(chē)內(nèi)外溫度傳感器、 蒸發(fā)器出口溫度傳感器、排氣溫度傳感器等。

車(chē)身感知:汽車(chē)慣性傳感器?

慣性傳感器是用于測(cè)量物體在慣性空間中運(yùn)動(dòng)參數(shù)的裝置。根據(jù)運(yùn)動(dòng)是否呈線(xiàn)性的工作原理，慣性傳感器分為線(xiàn)加速度傳感器和角加速度傳感器兩類(lèi)；按測(cè)量軸數(shù)量分為單軸、雙軸、三軸加速度傳感器。將線(xiàn)加速度傳感器、角加速度傳感器與其他測(cè)量元件組合搭配可以滿(mǎn)足汽車(chē)安全控制及導(dǎo)航系統(tǒng)的需求，具體應(yīng)用包括汽車(chē)安全氣囊、ABS防抱死剎車(chē)系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序（ESP）、電控懸掛系統(tǒng)等。 （線(xiàn)）加速度傳感器：線(xiàn)加速度傳感器又稱(chēng)加速度傳感器，是通過(guò)測(cè)量傳感器內(nèi)部的慣性力并計(jì)算加速度數(shù)據(jù)的裝置。按照工作原理的不同加速度傳感器可分為交流響應(yīng)型和直流響應(yīng)型。交流加速度傳感器的感測(cè)機(jī)構(gòu)通常使用壓電元件，分為電壓輸出式壓電傳感器和電荷輸出式壓電傳感器；直流加速度傳感器根據(jù)感測(cè)技術(shù)的不同可分為電容式和壓阻式。 角（加）速度傳感器：角加速度傳感器又稱(chēng)角速度傳感器，實(shí)質(zhì)是陀螺儀。陀螺儀是利用動(dòng)量矩（自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生）敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或兩個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，可與加速度計(jì)共同構(gòu)成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，是決定慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度的主要因素。

車(chē)身感知:空氣流量傳感器

空氣流量傳感器又稱(chēng)空氣體流量計(jì)，可用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量大小，是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的傳感器之一。空氣流量傳感器通常安裝在進(jìn)氣管上，將進(jìn)氣量信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給ECU，以供ECU確定噴油量和點(diǎn)火時(shí)間。對(duì)汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行電子調(diào)節(jié)，使其在各種旋轉(zhuǎn)條件下基本都能獲得最佳濃度的混合氣，需要測(cè)量每時(shí)每刻吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量，作為ECU計(jì)算（調(diào)節(jié)）噴油量的關(guān)鍵依據(jù)。如果空氣流量傳感器或電路出現(xiàn)故障，ECU得不到良好的進(jìn)氣信號(hào)，就無(wú)法適當(dāng)調(diào)整噴油量，會(huì)造成混合氣過(guò)濃或過(guò)稀，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)異常，甚至?xí)斐闪悴考p壞?？諝饬髁總鞲衅鞣譃轶w積式和質(zhì)量式，其中體積式包括葉片式、卡門(mén)渦街式、量芯式， 質(zhì)量式包括熱線(xiàn)式、熱模式。

車(chē)身感知:氣體傳感器

氣體傳感器是檢測(cè)氣體的種類(lèi)和濃度等信息的裝置。氣體傳感器按照技術(shù)原理的不同可以劃分為半導(dǎo)體氣體傳感器、固體電解質(zhì)氣體傳感器、催化燃燒氣體傳感器、電化學(xué)氣體傳感器、光學(xué)氣體傳感器等；根據(jù)被測(cè)氣體的種類(lèi)不同作用在汽車(chē)上的氣體濃度傳感器可以劃分為氧傳感器、NOX傳感器、稀薄混合氣傳感器、 煙霧濃度傳感器、柴油機(jī)煙度傳感器。

車(chē)身感知:MEMS方案

車(chē)身感知傳感器遍布汽車(chē)全身，被廣泛應(yīng)用于動(dòng)力系統(tǒng)（新能源車(chē)是三電系統(tǒng)）、底盤(pán)系統(tǒng)、車(chē)身系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)自身信息的感知并作出決策、執(zhí)行，是汽車(chē)的“神經(jīng)末梢”，目前發(fā)展較為成熟，以MEMS傳感器為主。MEMS系統(tǒng)即微機(jī)電系統(tǒng)，是指可批量制作的，集微型傳感器、執(zhí)行器、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電源能源、信號(hào)處理、控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微米或納米級(jí)器件或系統(tǒng)。MEMS傳感器是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域。MEMS傳感器是采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來(lái)的新型傳感器。? 與傳統(tǒng)的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)。同時(shí)，在微米量級(jí)的特征尺寸使得它可以完成某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能。MEMS傳感器沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)工藝流程，每種MEMS傳感器都是針對(duì)下游特定的場(chǎng)景來(lái)生產(chǎn)，按照工作原理MEMS傳感器可分為物理類(lèi)、化學(xué)類(lèi)、生物類(lèi)，細(xì)分種類(lèi)多樣、幾乎涵蓋車(chē)用傳感器的所有類(lèi)型。

以MEMS壓力傳感器的制造過(guò)程為例，需要在硅片上通過(guò)氮化硅薄膜熱沉積、光刻、金屬離子注入等工藝制備出壓力敏感電阻與金屬的互連引線(xiàn)后，在硅片背面進(jìn)行各向異性濕法腐蝕，通過(guò)調(diào)整腐蝕速率和時(shí)間來(lái)控制壓力敏感膜的厚度。最后用玻璃進(jìn)行鍵合作為芯片的支撐架構(gòu)。估計(jì)需要7-8層襯底，需要一層一層去做沉積、光刻、注入、腐蝕等過(guò)程，對(duì)溫度控制精度、應(yīng)力的要求非常高。

與大規(guī)模集成電路產(chǎn)品均采用標(biāo)準(zhǔn)的CMOS生產(chǎn)工藝不同，MEMS傳感器芯片本質(zhì)上是在硅片上制造極微小化機(jī)械系統(tǒng)和集成電路的集合體，生產(chǎn)工藝具有較高的定制化特點(diǎn)。其技術(shù)先進(jìn)性除了體現(xiàn)在MEMS傳感器芯片的設(shè)計(jì)難度之外，還體現(xiàn)在MEMS傳感器芯片生產(chǎn)工藝的可實(shí)現(xiàn)性方面。MEMS傳感器的領(lǐng)先廠(chǎng)商不但需要具備突出的極微小化機(jī)械系統(tǒng)和集成電路的設(shè)計(jì)能力，也需要開(kāi)發(fā)不同傳感器芯片的生產(chǎn)工藝。?

環(huán)境感知: 車(chē)載攝像頭

車(chē)載攝像頭：車(chē)載攝像頭以感光成像的方式為ADAS功能提供輸入。車(chē)載攝像頭是監(jiān)控汽車(chē)內(nèi)外環(huán)境、將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并呈現(xiàn)圖像以輔助駕駛員行駛的設(shè)備， 通常分為單目攝像頭、雙目攝像頭、廣角攝像頭，安裝在汽車(chē)的前視、環(huán)視、后視、側(cè)視、內(nèi)置等各個(gè)部位。攝像頭的主要功能是感知外界環(huán)境，為碰撞預(yù)警、行人檢 測(cè)等ADAS(advanced driver assistance system，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))功能實(shí)現(xiàn)提供視頻信號(hào)輸入。? 車(chē)載攝像頭主要由鏡頭組、圖像傳感器（CMOS）、數(shù)字圖像信號(hào)處理（DSP）組成，其中圖像傳感器是是車(chē)載攝像頭核心技術(shù)。鏡頭組、膠合材料、圖像傳感器經(jīng)封 裝構(gòu)成鏡頭模組，鏡頭模組將光電信號(hào)傳遞至DSP進(jìn)行圖像信號(hào)處理；DSP將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并與鏡頭模組封裝集成，形成終端系統(tǒng)。

CMOS圖像傳感器技術(shù)（CIS）是模擬電路和數(shù)字電路的集成，它是一種光學(xué)傳感器，是攝像頭模組的核心元器件，對(duì)攝像頭的光線(xiàn)感知和圖像質(zhì)量起到了關(guān)鍵的影響。主要由四個(gè)組件構(gòu)成：微透鏡、彩色濾光片（CF）、光電二極管（PD）、像素設(shè)計(jì)。根據(jù)元件的不同可以分為互補(bǔ)金屬氧化物（CMOS）半導(dǎo)體圖像傳感器及電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器兩大類(lèi)。典型的CMOS圖像傳感器（CIS）由多個(gè)模塊組成，分別完成不同的功能，其中像素陣列完成光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)， 時(shí)序控制電路完成對(duì)電學(xué)信號(hào)的處理，數(shù)模轉(zhuǎn)換則將信號(hào)轉(zhuǎn)換為需要的數(shù)字信號(hào)便于最終輸出。

環(huán)境感知: 超聲波雷達(dá)

超聲波雷達(dá)：超聲波雷達(dá)常用于泊車(chē)輔助預(yù)警和汽車(chē)盲區(qū)碰撞預(yù)警，是自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)的主流傳感器。超聲波雷達(dá)的工作原理是向外發(fā)出并接收超聲波，根據(jù)超聲波的折返時(shí)間來(lái)測(cè)算距離。車(chē)用超聲波雷達(dá)的探頭工作頻率有40kHz、48kHz和58kHz三種，頻率越高、靈敏度越高、但探測(cè)角度越小，因此一般采用40kHz的探頭。 根據(jù)在汽車(chē)上的安裝位置不同超聲波雷達(dá)可分為 UPA（超聲波駐車(chē)輔助）和 APA（自動(dòng)泊車(chē)輔助）兩種類(lèi)型；UPA安裝在保險(xiǎn)杠處以探測(cè)汽車(chē)前后障礙，APA安裝在車(chē)身側(cè)面以探測(cè)側(cè)方停車(chē)空間。單個(gè)UPA超聲波雷達(dá)探測(cè)距離在15~250cm之間，單個(gè)APA超聲波雷達(dá)30~500cm之間，探測(cè)范圍更遠(yuǎn)。一套倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)需要在汽車(chē)后保險(xiǎn)杠內(nèi)配備4個(gè)UPA超聲波傳感器，自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)需要在倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加4個(gè)UPA和4個(gè)APA超聲波傳感器，構(gòu)成前4（UPA）、側(cè)4（APA）、后4 （UPA）的布置格局。

車(chē)載攝像頭在ADAS加速滲透的趨勢(shì)下，有望迎來(lái)量?jī)r(jià)齊升。L2及以下等級(jí)的汽車(chē)普遍搭載不超過(guò)8顆攝像頭，L3搭載8-12顆，L4、L5搭載12顆甚至更多數(shù)量的攝像頭。 目前市場(chǎng)中智能汽車(chē)的滲透度不高并且普遍處于L0-L2級(jí)，攝像頭的單車(chē)搭載數(shù)量普遍較低。2021年以來(lái)，ADAS功能加速普及，隨著多種L3級(jí)車(chē)型的乘用車(chē)上市并交付，智能駕駛逐漸從L2向L3邁進(jìn)，單車(chē)搭載攝像頭數(shù)量有望增加。未來(lái)L4、L5成為主流車(chē)型后，單車(chē)攝像頭的平均數(shù)量有望進(jìn)一步提升。 測(cè)距功能是超聲波傳感器最主要也是應(yīng)用最廣泛的功能，用于感知障礙物或周?chē)h(huán)境位置、距離、液位、障礙物等的變化，是感知層的核心部件，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車(chē)自動(dòng)泊車(chē)輔助系統(tǒng)（APA系統(tǒng)）、代客泊車(chē)系統(tǒng)（AVP系統(tǒng)）、盲區(qū)檢測(cè)系統(tǒng)（BSD系統(tǒng)）、前碰撞預(yù)警系統(tǒng)（FCW系統(tǒng)）、倒車(chē)防撞雷達(dá)（PDC）、后排乘客監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（ROA系統(tǒng)）、掃地/工業(yè)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)避障、液位探測(cè)、異物探測(cè)等。

環(huán)境感知: 毫米波雷達(dá)

毫米波雷達(dá)：毫米波雷達(dá)是ADAS系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)智能駕駛的重要裝置。毫米波雷達(dá)使用頻率30GHz-300GHz的毫米波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收回波，通過(guò)信號(hào)處理獲得目標(biāo)與發(fā)射點(diǎn)的距離、方位、速度等信息。車(chē)載毫米波雷達(dá)多采用FMCW連續(xù)調(diào)頻式，通常有24GHz和77GHz兩種；按照測(cè)量距離劃分有短距的SRR、中距的MRR、長(zhǎng)距的LRR，77GHz毫米波雷達(dá)通常安裝汽車(chē)正前方，用于對(duì)中遠(yuǎn)距離物體的探測(cè)；24GHz毫米波雷達(dá)通常安裝在車(chē)側(cè)、后方，用于盲點(diǎn)檢測(cè)、輔助停車(chē)等。毫米波雷達(dá)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)的ADAS系統(tǒng)。

FMCW（調(diào)頻連續(xù)波）是最常用的車(chē)載毫米波雷達(dá)，德?tīng)柛?、電裝、博世等Tier1供應(yīng)商均采用FMCW調(diào)制方式。車(chē)載毫米波雷達(dá)通過(guò)天線(xiàn)向外發(fā)射毫米波，通過(guò)測(cè)量回波時(shí)間等參數(shù)測(cè)量障礙物的大小、速度、距離，毫米波雷達(dá)可以同時(shí)對(duì)多個(gè)目標(biāo)利進(jìn)行測(cè)量，獲取汽車(chē)周?chē)奈锢憝h(huán)境信息。24GHz主要用于中短距探測(cè)，主要應(yīng)用有盲點(diǎn)檢測(cè)、車(chē)道偏離預(yù)警、車(chē)道保持輔助、變道輔助、停車(chē)輔助等。77GHz主要面向100-250米的中長(zhǎng)距探測(cè)，例如自適應(yīng)巡航、碰撞預(yù)警指示、緊急剎車(chē)制動(dòng)系列等。

環(huán)境感知: 激光雷達(dá)

激光雷達(dá)：激光雷達(dá)（Laser Radar）是以發(fā)射激光束探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。其工作原理是向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)（激光束），然后將接收到的從目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)（目標(biāo)回波）與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較，作適當(dāng)處理后，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)，從而對(duì)飛機(jī)、導(dǎo)彈等目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、跟蹤和識(shí)別。 激光發(fā)射系統(tǒng)：激勵(lì)源驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)射激光脈沖，激光調(diào)制器通過(guò)光束控制器控制發(fā)射激光的方向和線(xiàn)數(shù)，最后通過(guò)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，將激光發(fā)射至目標(biāo)物體；激光接收系統(tǒng)：經(jīng)接收光學(xué)系統(tǒng)，光電探測(cè)器接受目標(biāo)物體反射回來(lái)的激光，產(chǎn)生接收信號(hào)；信息處理系統(tǒng)：接收的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過(guò)信息處理模塊計(jì)算，獲取目標(biāo)表面形態(tài)、物理屬性等特性，最終建立物體模型；掃描系統(tǒng)：以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所在平面的掃描，產(chǎn)生實(shí)時(shí)的平面圖信息。

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激光雷達(dá)產(chǎn)品主要從顯性參數(shù)、實(shí)測(cè)性能表現(xiàn)及隱性指標(biāo)等方面進(jìn)行評(píng)估比較。目前由于激光雷達(dá)屬于市場(chǎng)新興產(chǎn)品，實(shí)測(cè)性能和隱形指標(biāo)目前缺乏量化和可靠公開(kāi)數(shù)據(jù)指引。顯性參數(shù)主要包含測(cè)遠(yuǎn)能力、點(diǎn)頻、角分辨率、視場(chǎng)角范圍、測(cè)距精準(zhǔn)度、功耗、集成度（體積及重量）等，可以較為直觀(guān)的反應(yīng)激光雷達(dá)不同方面的性能。

按照測(cè)距原理可將激光雷達(dá)細(xì)分為三角測(cè)距、飛行時(shí)間測(cè)距ToF和調(diào)頻連續(xù)波FMCW。三角測(cè)距法 原理為發(fā)射激光到被測(cè)物體之后，部分散射光經(jīng)接收透鏡匯聚到線(xiàn)陣圖像傳感器（CCD/CMOS）上成像，之后根據(jù)三角形幾何相似關(guān)系原理計(jì)算目標(biāo)物距離。飛行時(shí)間法ToF 測(cè)距原理為記錄發(fā)射器發(fā)射激光與探測(cè)器接收到回波信號(hào)的時(shí)間差除以2，直接計(jì)算目標(biāo)物與傳感器之間距離。調(diào)頻連續(xù)波FMCW 原理為發(fā)射調(diào)頻連續(xù)激光，通過(guò)回波信號(hào)的延時(shí)獲得差拍信號(hào)頻率進(jìn)而獲得飛行時(shí)間，通過(guò)距離公式反推目標(biāo)距離并通過(guò)多普勒頻率公式測(cè)算目標(biāo)物速度。 ToF測(cè)距式激光雷達(dá)以激光作為信號(hào)源，由激光器發(fā)射出的脈沖激光打到周?chē)矬w上引起散射，通過(guò)接收器接收光波反射時(shí)間進(jìn)行測(cè)距，具有測(cè)量速度快，抗強(qiáng)光干擾能力突出的優(yōu)勢(shì)，但存在信噪比低、安全性較低等問(wèn)題；FMCW激光雷達(dá)以調(diào)頻波為基礎(chǔ)，可以根據(jù)波的頻率計(jì)算目標(biāo)物體的速度，相對(duì)于ToF天生增加了速度信息，達(dá)到4D感知的效果，當(dāng)前仍處于探索階段。

激光雷達(dá)位于智能駕駛的感知層，不同傳感方式的原理和功能各不相同，在車(chē)載領(lǐng)域各有優(yōu)劣。目前主要的感知方式包括 激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、高精度地圖、C-V2X、攝像頭 等。激光雷達(dá)作為新一代的傳感器，在探測(cè)障礙物的精度和距離方面有著顯著的優(yōu)勢(shì)。車(chē)載激光雷達(dá)按照激光 發(fā)射方式，分為EEL、VCSEL；按照 掃描方式，分為機(jī)械式（機(jī)械旋轉(zhuǎn)）、半固態(tài)（MEMS、轉(zhuǎn)鏡、棱鏡）、純固態(tài)（OPA、FLASH）；按照激光接收方式，分為PD/APD、SPAD/SiPM；按照 信息處理方式，分為FPGA、SoC。

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審核編輯：黃飛

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