淺談超聲波傳感器技術(shù)難題

我們所熟悉的汽車上不論傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力汽車還是今天混動(dòng)活著新能源汽車，為了車輛正常運(yùn)行，且提供各類輔助控制功能，都采用了各種各樣的傳感器。這些傳感器可能包括超聲波、激光雷達(dá)、攝像頭、紅外攝像頭等等，他們都被用于泊車輔助、自適應(yīng)巡航ACC、車道輔助保持預(yù)警系統(tǒng)等很多高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)中。

這種輔助安全系統(tǒng)用的傳感器，某種程度上承擔(dān)了我們?nèi)祟惖难劬?、耳朵等等感知器官的作用。這幾年自動(dòng)駕駛或者是自動(dòng)輔助駕駛技術(shù)越來越成熟，且已經(jīng)在泊車入位，自動(dòng)泊車等情景下進(jìn)入實(shí)用階段。

汽車傳感器安全的概念，其實(shí)早在人們開始構(gòu)思設(shè)計(jì)自動(dòng)駕駛的時(shí)候就已經(jīng)作為考慮因素了。只是，這些信息，在售后維修領(lǐng)域，還沒有廣為人知，在這篇短文里，路工用自己所了解和掌握的一些信息和大家做一個(gè)分享，希望對(duì)看到這篇文章的人，在今后的一段時(shí)間的工作和學(xué)習(xí)中有所啟發(fā)。

這幾年酒駕的查處力度導(dǎo)致事故車的出險(xiǎn)率明顯下降，很多原本依賴事故吃飯的維修企業(yè)遭遇了嚴(yán)重的業(yè)務(wù)滑坡，在一份中國(guó)人保總公司關(guān)于乘用車事故出險(xiǎn)原因分析內(nèi)部文件中，提到了乘用車泊車?yán)走_(dá)遭受不明攻擊，進(jìn)而導(dǎo)致車輛在個(gè)別地區(qū)出現(xiàn)明顯異常的特定地點(diǎn)泊車過程中出現(xiàn)的輕微事故。為什么會(huì)出現(xiàn)這種詭異情形呢？就要從今天和大家分享的這一個(gè)話題說起了。

用于倒車?yán)走_(dá)（我們行業(yè)的大白話），專業(yè)術(shù)語叫做超聲波傳感器，它的工作原理就是超聲波傳感器探頭發(fā)送出去的超聲波信號(hào)和接收到的反射信號(hào)的時(shí)間差，利用這個(gè)時(shí)間差來計(jì)算出傳感器和物體之間的實(shí)際距離。

對(duì)于超聲波傳感器，如果有一個(gè)合適的干擾信號(hào)，那么它的工作將會(huì)受到影響，但是絕對(duì)不會(huì)報(bào)錯(cuò)，也就是系統(tǒng)不會(huì)提示故障！

假設(shè)，事故的始作俑者想干擾超聲波傳感器，就可以通過不斷發(fā)射超聲波（和車輛超聲波探頭波形一致），來實(shí)現(xiàn)攻擊/干擾目的。如果需要進(jìn)行信號(hào)偽裝，那么可以通過對(duì)特定車型型號(hào)超聲波傳感器的發(fā)射時(shí)間和周期等技術(shù)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行采樣，然后通過計(jì)算機(jī)軟件對(duì)超聲波發(fā)射裝置進(jìn)行調(diào)制后，輸出針對(duì)特定車型特定型號(hào)的超聲波傳感器的偽裝攻擊。這種通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出來的偽裝超聲波信號(hào)，不僅僅是信號(hào)形式和車上信號(hào)一致，還可以精確的計(jì)算出雷達(dá)可接受范圍內(nèi)的任意特定距離，這一點(diǎn)就是干擾駕駛員產(chǎn)生誤判的重要原因。車上超聲波傳感器接收到了來自偽裝超聲波發(fā)射裝置的偽裝信號(hào)，車輛泊車電腦就會(huì)根據(jù)偽裝信號(hào)提供的距離信息對(duì)駕駛員發(fā)出虛假的被欺騙后的泊車警示距離，對(duì)于那些嚴(yán)重依賴泊車?yán)走_(dá)的駕駛?cè)藛T來說，這種情形下加上環(huán)境條件因素，在停車時(shí)候發(fā)生碰撞事故的概率就大大增加了。

大家也許會(huì)說，這么復(fù)雜的高精尖，哪里可以輕易搞到，其實(shí)這套東西并不復(fù)雜，而且是一套開源系統(tǒng)就能搞定的。用Arduino套件就可以搞定了。什么是Arduino？給大家百度結(jié)果如下圖：

在事故維修領(lǐng)域，用到的基本都是通過這類原型?偽裝外殼驅(qū)動(dòng)特定超聲波探頭來實(shí)現(xiàn)的，這在事故車領(lǐng)域，部分圈子里已經(jīng)成為一條黑產(chǎn)供應(yīng)鏈了，車系，品牌，各種技術(shù)參數(shù)，都根據(jù)市場(chǎng)實(shí)際需求而個(gè)性化定制，不斷完善升級(jí)。

附圖讓大家簡(jiǎn)單了解這套偽裝攻擊設(shè)備的工作示意圖。

正所謂道高一尺魔高一丈，似乎在這樣情況下更為準(zhǔn)確，在普通維修人員，駕駛員層面，這種技術(shù)層面的偽裝攻擊，想識(shí)破，還真的有一定的技術(shù)難度。