车载雷达知多少，一文了解超声波/毫米波/激光雷达

随着智能汽车竞赛的愈演愈烈，超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达这些词汇也越来越多的出现了公众的视野之中，但是大家可能还不清楚这些雷达都是干啥的，有什么区别。作为一名车企的开发工程师，今天就来浅浅的科普一下，扒一扒这三款雷达。

雷达

首先大家得知道雷达是啥玩意儿？有些人说雷达能接收信号，所以家里常见的电视信号接收器（俗称“小锅盖”）就是雷达的一种。其实这种说法是只对了一半。不管是家里的“小锅盖”还是我国在贵州建设的的天眼射电望远镜，这些都不是雷达。

其实雷达的工作原理和蝙蝠捕食的原理非常类似，至于雷达的发明和蝙蝠有没有关系这个咱不说了。由于蝙蝠一般在夜间活动，而它的视力还比较差，这就导致在漫长的生命演化过程中它们进化出了一种独特的“干饭”方法——回声定位。蝙蝠会发出特定频率的声波，声波触碰到物体后会反射回来，蝙蝠通过分析反射回来的声波信号就知道这个物体的大小、距离，是我能吃的还是能吃我的（赶紧跑<奸笑>）。

这里忍不住插一句题外话：

大家千万不要小瞧了蝙蝠哦，虽然它长得丑，还挺吓人的，但它真的是地球上唯一一种能飞行的哺乳动物。（我们人类也是哺乳动物，哺乳动物说白了就是小崽子都是胎生的，而且小崽子得靠喝奶长大。所以，蝙蝠不是属于鸟类哦。）

经过上面的铺垫，大家应该就知道了，能成为雷达，其必备三个要素：

1. 能发信号
2. 能收信号
3. 能处理信号

因为家里的“小锅子”只有2和3，所以算不上雷达。好了，关于雷达已经说的差不多了，咱们正式来说一说汽车上的这三种雷达。

车载雷达

不管外形长什么样，能称为雷达是必须具备上面这三个功能的。所以有些车不装雷达，却用花里胡哨的摄像头名词来跟你说什么测距、定位啊，这其实基本都是靠软件算法来实现的。就像你眼睛看前方的东西一样，脑子里也会估一下：这东西多大、距离我多远、是不是会动。所以摄像头最大的问题是可能看不清，看不准。

之前网上有一个段子说有人在车尾系一个红布条，结果后方特斯拉总是识别为雪糕筒<笑哭>

当然，这里不是说软件算法不好、特斯拉产品不好，这个与本文无关，这里只是想说单靠摄像头是无法完全解决智能驾驶这个问题的。

那雷达又是怎么考虑这些事情的呢？

超声波雷达

首先咱们看一下超声波雷达。这个也是最常见的，很多车都已经标配这个东西。大家绕着自己的车看一圈，基本上长着个样子的就是超声波雷达了。

大家倒车的时候会听到滴滴响，而且越接近对方车辆或障碍物响得就越厉害，这个就是超声波雷达在发挥作用了。它一般检测2米范围以内的障碍物，如果距离越近，接收反射波的时间越短，车机ECU就会让蜂鸣器响得越频、动静越大，以提醒驾驶员谨慎驾驶。

新手司机可以通过声音的频率来判断车到没到极限位置，一般报警声音马上就要连续而且比较响的时候就不能再倒车或者前进了，再动八成就得碰撞。

超声波雷达的技术已经非常成熟，而且产业链和生态也很成熟，目前成本非常低，所以超声波雷达在汽车上应用很普遍。

毫米波雷达

说到毫米波雷达，可能有人要问了：毫米波为啥叫毫米波，超声波为啥叫超声波呢，是不是类似啊？<惊呆>其实虽然他俩都是“波”字辈的，但他俩鸡毛关系没有。

首先超声波是声波，波长一般小于2cm。因为人耳听不到，超过人声音听取范围，所以叫“超声的波”。它的传播需要介质，所以假如有一天你在太空侧方停车，它是不会发挥作用的，当然响了你也听不着。<奸笑>

而毫米波是电磁波，波长1~10mm（只要是波他都有波长，波长是一种物理概念，不能因为都有波长就说是一回事，这是不严谨的），是电场和磁场作用下的一种波。大家之前可能听到的各种辐射，说的其实都是电磁波，当然安全计量的电磁辐射也是无害的，大家可以放心。如果有人说超声波也有辐射，你就可以抽他一嘴巴子了<打脸>，让他瞎嘞嘞。（不过超声波过强会让你耳朵不适，但这不是辐射造成的，不是一回事）。

说了半天，那车载的毫米波雷达长什么样呢？如下图：

毫米波雷达一般都其貌不扬，但是毫米波雷达可比超声波雷达贵多了。目前比较流行的说法是毫米波雷达价格在100美元以内，所以这俩价格还是差很多的。除此之外，从车身外表面基本上直接是看不到毫米波雷达的，一般都会藏在车头的一些塑料件、徽标的后面（大众汽车一般装在大众标正后方）。

毫米波雷达本身也分好几个类型，一般低频的24GHz应用于短距离监测（SRR：Short Range Radar），77GHz的用于长距离检测（LRR：Long Range Radar）。低频的检测角度大，但检测距离短，大概50米以内，高频的检测角度小，但检测距离远，一般在150~200米范围。

综上所述，如果你的座驾有ACC自适应巡航、BSM并线辅助（盲区监测）、AEB主动防碰撞、自动泊车这些L2级别自动驾驶的功能，那基本上就可以肯定有毫米波雷达了。

当然毫米波雷达应用也挺多，想了解的可以自己再搜索一下资料，看看自己的爱车都装在那几个地方了。

激光雷达

提到激光雷达，第一感觉就很牛叉。从目前来看，这东西在高端车上还比较多，中端级别也有，普通车型还较少见，主要是因为比较贵，前两年单颗1000美元左右（现在技术进步，产业生态更成熟，可能会便宜一点了），所以它加上车上配套的一系列软硬件也是车上的一个大件了。

有些人看到激光二字，就会想到激光武器，脑海中闪过一连串问题：激光雷达的激光是可见光吗？对人的眼睛有没有影响？跟我们玩的激光笔的激光是一种吗？

第一个问题：车载激光雷达的激光其波长有905nm的，也有1550nm的，这个范围属于不可见光的范围，所以车载激光雷达的激光人眼直接是肯定看不见的。

第二个问题：这个问题其实是要看激光的功率的，就像抛开剂量谈毒性一样。激光波长越小，其功率控制就得越严苛，换言之造成危险的可能性越大。国际标准将激光安全分为4大类，7小类，其中一类是绝对安全的，二类有轻微伤害，三四类是有严重伤害，绝对不能滥用。其实iPhone 12 Pro手机上就有激光雷达，家用扫地机器人上也装有激光雷达，这些都属于一类标准。车载激光雷达也是同理，只要符合国家功率标准，盯着瞅也没啥事儿。

第三个问题：激光笔发射的确实是激光，其波长一般在400~600nm之间，远低于车载激光雷达的波长，所以这种玩具激光笔如果功率稍大就可能会对眼睛造成伤害。新闻里提到的激光笔导致视力下降的事情完全是有可能的，威力不容小觑，需要格外注意。

那车载激光雷达到底长什么样呢？因为车载激光雷达需要接收回波，所以激光雷达还是可以看到的。

那激光雷达为什么这么牛呢？主要是因为激光雷达可以采集三维空间数据，分辨率甚至能达到厘米级别，配合芯片的高超处理能力，快速绘制三维空间的状态。具体就是激光雷达以自身为中心点，向外发射扇形面的激光线束，并收集扇面内的反射激光，从而绘制三维地图。

如果不好理解的话，可以假想成激光雷达同时向四周扔出去100万个弹力球，弹力球都沿直线向前飞，碰到物体后再反弹回来被激光雷达接收到。雷达根据弹力球回来的时间差、角度偏差就可以计算出前方检测区域的三维模型了。

因此看激光雷达好不好，主要看三个指标：①角分辨率（最小可以分辨多小的角度，球心与球心的距离）、②线束数量（相同发射角内激光束的条数，球的个数）、③刷新速率（多久更新一次三维数据，多久再扔一次球）。

其实激光雷达也不是十全十美，它也有一些不足之处，最明显的一点就是易受极端天气影响，导致检测精度下降或误检测问题。另外由于车载激光雷达一般装在车辆前脸最前方，外面没有钣金保护，所以一旦发生碰撞损坏的话其维修成本还是很高的。

总结

通过上面的介绍，想必大家对车上的雷达一定有了更进一步的认识。其实，每种雷达都有其应用场景和使用优势，单独使用某一种肯定是不行的，超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达结合在一起，各取所长，优劣互补才能发挥最大的功能。

本篇内容偏理论一些，我尽量通俗易懂，深入浅出，内容如有错误，也欢迎大家批评指正。