自动驾驶中的传感器技术54——USS（0）
两个主要趋势：
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近年来，中国乘用车超声波雷达安装量呈爆发式增长，2023年将达到12195.5万台，同比增长13.7%。预计2025年将超过1.4亿台，2028年将超过2.2亿台。
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随着汽车智能化进程加速，泊车系统的功能边界不断拓展，从半自动泊车到APA（自动泊车辅助）和集成APA，从近距离远程泊车辅助（RPA）到家庭区域代客泊车（HVP），甚至远距离自动代客泊车（AVP）。 随着驾泊一体化、座泊一体化市场的发展，低速APA（尤其是集成式APA）和高位泊车（尤其是HVP）预计将迎来爆发式增长。
1、车载超声波雷达产品路径
当前市场主流产品是第三代和第四代，其中第四代AK2标准的超声波雷达在本文末进行说明。
Ref：https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202501091641876925_1.pdf
2、Global USS产业现状
从Tier1 角度，主要是博世和法雷奥占据了乘用车前装USS的绝大部分份额。下图中把tier1和tier2混在一起了，需要注意。
博世
博世公司有超声波雷达、倒车雷达、半自动泊车、全自动泊车，超声波雷达增加整个探测范围，提高刷新时间，每一个超声波雷达有一个代码，避免超声波雷达有噪音，可以更加精准。第六代超声波雷达可以很好的识别第五代产品无法识别的低矮物体。博世车用超声波传感器的检测范围为20~450厘米。
法雷奥
法雷奥的超声波雷达已经有十年的量产经验，短距超声波雷达覆盖范围为（2-4m）。其最新一代的自动泊车系统Park4U，就是基于超声波雷达，有平行与转角的两种泊车模式。车身前后只需留出40厘米的空间，该系统就能够自动完成泊车过程。其客户有路虎、起亚、大众途安等众多OEM厂商。
3、国内USS产业现状
在国内市场，中国本土供应商已经实现前装定点及量产。而在芯片方面，国内也逐步实现突破。
超声波雷达模组的主要厂家有台湾同致电子、深圳航盛电子、深圳豪恩等。
其中，豪恩汽电市场份额领先，主要配套理想、小鹏、吉利等国内头部车企；辅易航凭借AK2超声波雷达快速崛起，已配套和服务蔚来、乐道、比亚迪、零跑、东风岚图、北汽、通用等多家主流车企的多款车型。
目前，已有奥迪威尔、保隆汽车、视界科技、豪恩汽车电子等十多家企业推出AK2超声波雷达，部分企业已进入量产阶段。
作为国内超声波雷达的领导者，奥迪威拥有自主研发换能器和算法的能力，于2021年率先推出第四代产品AK2，并于2022年开始批量交付销售。2024年初，奥迪威AK2已获得多家汽车制造商（包括合资及自主品牌）的指定配套。预计年内将有超过20款新车型搭载该驾泊一体化解决方案。
保隆汽车于2022年投资了UDAS汽车科技，双方共同出资成立了宝优科技，一家专注于乘用车超声波雷达的公司。
2023年8月，保隆汽车发布新一代高性能超声波雷达AK2，采用自主设计的最小垂直FOV换能器，调频带宽8K，通过变频发射提升抗干扰性能，支持定频、编码混合发射，满足ASIL B功能安全等级要求。
2023年第三季度，保隆汽车旗下保优科技为中国自主品牌量产AK2超声波雷达传感器。2023年9月，该产品获得另一家中国自主品牌的指定，计划于2024年7月实现量产。此外，保隆汽车已在合肥园区建成全自动超声波雷达生产线，AK2产能可达30万台/月。 作为一家布局“ADAS+低速场景自动驾驶”的公司，ForVision于2020年获得中科创达战略投资，并于2022年推出AK2产品，探测距离达8米，精度达1厘米。 2023年7月，该产品被沃雅汽车基于新一代智能驾驶平台AK2算法及硬件量产项目指定，沃雅汽车将基于该平台打造中大型豪华电动行政轿车及全新中型电动SUV，规划生命周期产量超过40万辆。
为了满足市场需求，ForVision正在建设自己的超声波雷达工厂，预计2024年5月产能将达到约400万台，年产能将达到1000万台。ForVision首席执行官辛永磊表示，未来一年将有近十款量产车型采用ForVision的超声波传感器技术。
4、AK2超声波雷达
停车系统的优化升级和驾泊一体化的推广应用，对超声波雷达的性能提出了更高的要求，包括更远的探测距离、更强的抗干扰能力、以及更高的功能安全性。在此基础上，不少公司开发了新一代超声波雷达AK2技术和产品。
AK2与AK1最大的区别在于，AK2具有可编码功能，通过调整信号来提高产品的抗干扰能力。
AK1工作时，保险杠同一侧的所有探头轮流发波，避免同频干扰，系统刷新时间相对较短。AK2通过一些特殊的编码方式，实现了多传感器同时收发，部分还支持同时发射不同的超声波信号，大大缩短了系统刷新时间。
技术创新赋予AK2诸多性能优势，包括：
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更远的探测距离：可达7-8m；
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更小的盲区：10cm以内；
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支持多模式切换，例如Audiowell AK2支持上变频和下变频模式，而Longhorn AK2则支持定频、上变频和下变频三种传输模式；
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刷新时间：<40ms，支持6个传感器同时工作；
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诊断功能；
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DSI3通信模式，信号传播速度快，可达444kbit/s；
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ASIL B功能安全等级。
AK2超声波雷达的核心部件包括换能器、芯片、外壳，其中换能器和芯片占BOM成本的60%左右。
换能器领域，国际Tier1以博世、法雷奥等为主，中国本土企业如奥迪威尔、纵目科技、保隆汽车、优航科技等持续投入，已具备自主研发和生产能力。
其中，定位Tier2的友航科技，于2022年底率先实现AK2超声波雷达换能器规模交付，拥有三条全自动换能器生产线，计划2024年产能达到4000万只。
芯片方面，除了博世，业界主要采购德国Elmos的产品，其芯片可支持高速公路或城市低速场景，探测距离可达6m，可探测障碍物、行人、骑行者或动物。2021年，Elmos推出了新一代超声波雷达芯片E524.17，成为众多供应商的首选方案。
为提升芯片国产化水平，纳思达旗下极海微电子持续研发，于2023年实现首款超声波传感器芯片规模化量产。该产品集成度高、体积小、精度高、数据采集全面，可应用于自动泊车辅助、超声波泊车辅助、ADAS等。
此外，友航科技还在研发超声波雷达芯片，计划于2024年实现量产。2023年10月，友航科技完成数千万元Pre-A轮融资，由南华创投领投，鼎嘉创投跟投。本次融资主要用于AK2传感器芯片车规级验证测试及量产、超声波换能器产能扩建、汽车微碰撞传感器芯片研发等项目。
5、USS面临的产业挑战
面对汽车智能化竞争的激烈和市场需求的多样化，超声波雷达仍面临诸多挑战。
例如，自2022年起，特斯拉已在某些地区淘汰了Model 3/Model Y车型上的12个超声波雷达，并用特斯拉视觉技术取而代之。一些OEM或供应商使用短程雷达取代超声波雷达。在2024年CES展上，大陆集团推出了雷达视觉泊车系统（Radar Vision Parking），这是一款基于高分辨率环绕雷达和环视视图的系统，旨在取代传统的超声波传感器。
但是，到目前为止，还没有看到相关APA方案的商业化落地（视觉/毫米波/UWB等）。