无人驾驶传感器之超声波

无人驾驶传感器之超声波uss篇

1、uss简介
超声波是无人驾驶中最常用到的传感器，即使在目前很多ADAS上或者l1、l2、l2.5的车上也使用了很多，例如我们最常见的倒车雷达，这就是使用了超声波，超声波可以探测到对应方向的最近障碍物距离，且造价相对便宜，是车上最易大规模使用的传感器。广泛用于倒车雷达、自动泊车、盲区检测等功能。
超声波雷达测距的基本原理其实就是通过声音在空气中传输的时间来进行障碍物距离的判断：
s=(t*340)/2
当然，这只是最基本的工作原理，实际上还要考虑多普勒效应，温度影响，噪声干扰，lin线驱动干扰，机械特性等等。但是总体上来说，返回的数据误差极小，一般最大不会超过±5cm左右，环境正常情况下，基本同一个障碍物的距离不会产生波动。
通常来说超声波传感器的最大探测距离在2.5m-5m左右，最小探测距离在25cm-35cm左右，再小就进入了超声波传感器的盲区内了。因为超声波也是靠振动发出超声波，然后接受回波来进行障碍物距离的判断，但是超声波探头有一个余震，如果在余震的这段时间内，探测距离过短，就无法分别出到底是余震还是回波，导致盲区，无法判断带探测障碍物的距离。
2、奥迪威超声波
以广州奥迪威的uss为例，其车载级的超声波探头，主要分为两种，分别是UPA和APA。

其中UPA是短距离超声波，探测范围为25cm-2.5m，由于探测距离较多，受多普勒效应和温度干扰较小，探测更加精准。
相关技术参数：

而APA则是远距超声波传感器，其探测范围在35cm-5m之间，可以覆盖一个车位，故而一般用于在车身的侧面，且指向性更强，探测波扩散性比起UPA要更加出色，不易被其他APA和UPA干扰。当然由于探测距离更远，相对来说探测误差会稍微更大一些。具体技术参数：

3、传感器的使用
超声波通常使用lin总线进行驱动，且不同的超声波厂家有各自不同的驱动方式，例如奥迪威来说，其通过会有配套的底座，且一般来说一根lin线上也不会只接入一个超声波探头，通过来说会使用线进行超声波串联，最高可达8-10个。
针对每个超声波而言，在使用前都需要设置超声波探头它自己的超声波探头ID，便于区分。其一旦设置ID完成后，即使下电或者拿掉后，也会一直保存，不需要再次设置。
超声波传感器是被动式传感器，其驱动时，必须要由他人进行探测信号的触发，超声波接收到该信号后，会进行一轮超声波探测，然后将收集到的信息回复给调用者，高级的超声波传感器会直接按照一定的结构体进行回复，但是也有的是按照一定的帧格式和协议进行回复的，这就需要开发人员针对不同的超声波开发不同的驱动程序，才可以保证数据的传输有效。
正常来说，一个超声波在1s中可以最大发出20HZ的探测消息。