车载雷达：汽车的 “智慧之眼”

在当今汽车智能化浪潮中，车载雷达扮演着举足轻重的角色，堪称汽车的 “智慧之眼”，为车辆的安全行驶与智能操控提供关键支持。从早期简单的辅助功能到如今深度融入自动驾驶系统，车载雷达技术不断革新，极大地改变了人们的驾驶体验。

雷达，英文 “Radar”，源自 “radio detection and ranging” 的缩写，意为 “无线电探测和测距”，其核心工作原理是发射电磁波对目标进行照射并接收回波，借此获取目标的相关信息。车载雷达便是将这一原理应用于汽车领域，通过发射特定频率的电磁波，当这些电磁波遇到车辆周围的物体，如其他车辆、行人、障碍物等，会反射回来形成回波。车载雷达的接收器捕捉到回波后，对其进行分析处理，从而得出目标物体的距离、速度、方向等关键信息。

常见的车载雷达类型多样，各有千秋，主要包括超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达。

超声波雷达是车载雷达中的 “元老”，应用历史颇为悠久。它利用超声波来探测目标，通过超声波发射装置向外发射超声波，再利用接收器接收反射回来的超声波，依据发射和接收之间的时间差来精确测算距离。在日常驾驶中，超声波雷达最常见的应用场景便是泊车。以常见的汽车倒车场景为例，车辆后部保险杠上通常安装有多个超声波雷达探头。当车辆进入倒车状态，这些探头便开始工作，向车辆后方发射超声波。若后方存在障碍物，超声波遇到障碍物后会迅速反射回来，被探头接收。系统根据超声波往返的时间，结合超声波在空气中的传播速度（约为 340 米 / 秒），能够快速计算出障碍物与车辆之间的距离。当距离逐渐缩短，车内的显示屏或蜂鸣器会及时发出警报，提醒驾驶员注意后方情况，避免碰撞。一般来说，超声波雷达的水平视场角可达 140°，垂直视场角约为 70°，探测距离范围在 15 厘米至 5 米左右，在短距离探测方面优势显著。其优点众多，价格亲民，制作成本相对较低；具备良好的防水、防尘性能，即便在恶劣的天气条件下，如雨天或多尘环境中，也能较为稳定地工作；且短距离探测精度较高，能为驾驶员提供较为准确的近距离障碍物信息。不过，它也存在明显的短板，探测距离有限，仅适用于近距离场景，超过 5 米的范围，其探测能力便大打折扣，难以发挥有效作用。

毫米波雷达则是近年来随着汽车智能化发展而备受瞩目的 “新星”。它利用毫米波频段（30 – 300GHz）的电磁波来探测目标。毫米波雷达的工作过程如下：首先，雷达内部的发射器向周围空间发射毫米波信号，这些毫米波在传播过程中遇到目标物体后会发生反射，反射回来的毫米波信号被接收器捕获。与超声波雷达不同，毫米波雷达通过对比发射信号和回波信号的差异，经过一系列复杂的信号处理算法，来实现精确的测距、测速和测向功能。在汽车行驶过程中，毫米波雷达能够实时监测前方车辆的距离和相对速度。例如，在高速公路上，当本车与前车距离逐渐缩短时，毫米波雷达能够迅速感知到这一变化，并将相关信息传递给车辆的控制系统。若判断两车距离过近，存在潜在碰撞风险，系统可自动触发车辆的制动系统或调整车速，以保持安全车距。毫米波雷达的探测距离较远，一般可达 160 – 200 米，视场角在 120° – 150° 之间。它具备强大的穿透雾、烟、灰尘的能力，受恶劣天气和光线条件的影响较小，能够在全天候、全天时稳定工作。其信号传输速度快且精准，在摄像头功能因夜间环境光线不足或恶劣天气（如暴雨、大雾）受到限制时，毫米波雷达仍能正常工作，为车辆的智能驾驶提供可靠的环境感知信息，有效提升智能驾驶的安全性和稳定性。但毫米波雷达也并非完美无缺，它无法准确判断障碍物的立体轮廓以及物体颜色，对一些形状不规则或反射特性较弱的物体，识别能力相对有限。

激光雷达堪称车载雷达中的 “高端玩家”，其工作原理独具特色。它通过发射激光束，然后接收目标物体反射回来的激光信号来获取目标信息。具体而言，激光雷达内部的激光器发射出高能量的激光脉冲，这些脉冲以光速向周围空间传播。当激光脉冲遇到车辆周围的物体时，部分激光会被反射回来，被激光雷达的接收器接收。通过精确测量激光发射和接收之间的时间差，结合光速这一已知常量，就能计算出目标物体与激光雷达之间的距离。同时，激光雷达还能通过调整激光束的发射角度，对周围环境进行全方位的扫描，获取目标物体的三维坐标信息。以智能汽车在复杂城市道路行驶为例，车顶安装的激光雷达能够快速扫描周围环境，将道路、建筑物、车辆、行人等物体的轮廓和位置信息以点云数据的形式呈现出来。通过对这些点云数据的分析处理，车辆可以构建出周围环境的精确三维模型，清晰地识别出各种物体的形状、位置和运动状态，从而为自动驾驶系统提供高精度的环境感知数据，帮助车辆做出合理的行驶决策，如规划行驶路线、避让障碍物等。激光雷达的探测精度极高，能够达到厘米级别，可准确感知周边环境的三维信息，对目标物体的轮廓和细节特征识别能力强。但它也存在一些明显的不足，首先是成本高昂，早期的机械式激光雷达价格动辄几十万甚至上百万，这使得其在汽车上的大规模应用受到极大限制；其次，激光雷达受天气环境影响较大，在雨、雪、雾等恶劣天气条件下，激光束的传播会受到散射和衰减的影响，导致探测性能下降；而且其制造工艺和组装难度较高，对生产技术和工艺要求苛刻，一定程度上影响了其大规模生产和部署的速度。

在实际应用场景中，车载雷达发挥着至关重要的作用。在泊车场景下，超声波雷达与摄像头配合，成为驾驶员的得力助手。超声波雷达负责精确测量车辆与周围障碍物的距离，摄像头则对泊车环境及车位进行识别，两者协同工作，实现智能泊车功能，让驾驶员在狭窄的停车场中轻松停车入位。在行车过程中，毫米波雷达与摄像头相互配合，为车辆提供全方位的安全保障。在高速公路上，毫米波雷达支持的自适应巡航控制（ACC）功能，能够根据前车的速度和距离，自动调整本车速度，保持安全跟车距离，减轻驾驶员的疲劳。而当遇到前方突然出现障碍物等紧急情况时，毫米波雷达与摄像头共同识别危险，触发自动紧急制动（AEB）系统，使车辆迅速制动，避免碰撞事故的发生。在复杂的城市道路环境中，激光雷达的加入为智能驾驶增添了强大助力。面对近距离加塞等复杂交通场景，激光雷达凭借其出色的角度测量能力和轮廓测量能力，能够快速准确地识别加塞车辆，并及时做出反应，提升智能驾驶系统应对复杂路况的能力。

车载雷达作为汽车智能化的核心技术之一，在汽车的安全与智能领域发挥着不可替代的作用。超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达各有所长，相互补充，共同为汽车提供全面、精准的环境感知能力。随着技术的不断进步与创新，车载雷达将在未来的智能交通中扮演更为重要的角色，为人们带来更加安全、便捷、智能的出行体验。