乾貨！特斯拉Autopilot核心感測器解讀「超聲波雷達篇」

目前為止，特斯拉的Autopilot一共經歷了三代硬體的更迭，分別是Autopilot1.0，2.0和2.5。按照目前特斯拉的公開信息，Autopilot3.0硬體將可能在今年底和自主研發的晶元一起推出。

此前，《高工智能汽車》陸續獨家深入解讀Autopilot幾代硬體平台核心感測器的迭代歷史，以及相關的供應商變化。（點擊閱讀上期解讀：毫米波雷達篇、攝像頭視覺篇）。

本期，我們解讀特斯拉搭載的超聲波雷達的幾代變化。

一、Model S 2012-2016款，Autopilot1.0版本

搭載來自博世的第五代超聲波感測器（12顆），包括ParkAid ECU。最大測距4.5米（特斯拉官方宣稱可以達到4.88-5米），最小測距15厘米（精確測定），目標物檢測最小3cm；

不過由於風和感測器上的抖振，感測器在較高的速度下縮小了範圍，它們在泊車或低速時工作得最好。

按照當時的功能配置，其中在泊車輔助時僅使用前後8顆雷達工作；在Autopilot輔助駕駛時，使用全部12顆雷達工作。

而去年上市的第六代博世超聲波感測器最大測距5.5米，最小測距15厘米（精確測定），目標物檢測最小3cm；同時滿足ASIL B要求，並且滿足NCAP2020 AEB-Rear的五星要求。每個超聲波都提供一個信號代碼，所以使得探測精度更加高，能夠實現在低速狀況下的緊急制動。

2、Model S/X，Model 3 Autopilot 2.0版本

搭載來自法雷奧的超聲波感測器（12顆），特斯拉官方曾宣稱2.0版本超聲波感測器的探測最大距離是8米。

3、V9.0軟體版本升級後的變化

在Autopilot中對於超聲波感測器的使用也在發生一些變化，以最新發布的9.0版本軟體為例，盲點監控的功能改為有8顆攝像頭形成360度環視監控，以應對高速公路的路況。在V9.0之前的版本，盲點監控依賴於超聲波感測器，其最大有效測距為8米。

Model S的車主手冊是這樣描述的：「攝像頭會監控你正在行駛的車道上的標記，超聲波感測器會監控周圍的區域，以及是否有車輛或其他物體存在的盲點。」

關於360全景的官方描述：

現在，我們的全自動駕駛硬體在每一款Model S、Model X和Model 3中的所有8個外部攝像頭都處於活動狀態，通過對周圍車輛的360度可視化，可以更好地感知道路上的情況。

盲點監控，以前只依靠超聲波感測器，現在使用側面和背面的攝像頭來檢測車輛並顯示在屏幕上。當轉彎信號被激活，並且在你的盲點檢測到車輛時，屏幕上顯示的車道線變為紅色。

不過，實際的車主演示發現，儀錶盤上的圖像顯示似乎有些滯後，尤其是當其他車道車輛超越特斯拉車時。也就是說，考慮到盲點監控使用的是來自側面和後部攝像機的視頻反饋，這些輕微的滯後可能是由於系統從一個攝像機切換到另一個攝像機造成的。

另一個變化是召喚功能。在特斯拉V8.1（2018.24.1）軟體更新後，啟用的召喚測試功能，自定義召喚菜單允許司機設置保險杠間隙、召喚距離和側面間隙的距離。

但召喚測試版本，只能在車輛縱向對正停車位的情況下啟動，以便車輛可以在前進檔或倒車檔直行進入停車位。車主還必須將車輛停放在距停車位12 米的範圍內（這是目前可以操控行進的最大距離）。

去年10月，馬斯克表示，與目前僅使用超聲波感測器的召喚系統不同，「新召喚系統」將開始使用來自Autopilot攝像頭的數據。但目前銷售至中國市場的Model 3還不具備這個功能。

4、超聲波感測器的更多應用

不過一直以來，特斯拉都在投入大量精力集成感測器，這一點在Autopilot HW2.0硬體版本上的攝像頭的安裝位置上就可以很明顯看出。同時，在超聲波感測器（這個被很多主機廠所輕視的）上特斯拉也在持續創新。

比如，眾所周知的Model X上的自動鷹翼門，車門內側加裝了超聲波感測器以探測車輛周圍的環境，並採用電動開啟方式。

這種應用推動特斯拉開發了新的感測器集成方法，因為埃隆·馬斯克不喜歡在門中間放置可見感測器。他在發布Model X時表示:

「我們實際上開發了一種新的超聲波感測器，可以通過金屬來做聲納。為了避免超聲波感測器裸露在門那裡，這在美觀上並不理想。

早在2015年8月，特斯拉就發布了集成超聲波感測器（可以穿透金屬）的方法，並獲得了專利申請。

專利顯示，在超聲波感測器和車門面板之間，增加了一層「硅樹脂」製成的基體材料以及一個耦合元件。同時，在面板中使用放置在內部表面的阻尼材料來阻尼聲波。

然後，通過聲學泡沫來吸收空氣中的聲波，車門內的阻尼材料有開口，與上述耦合元件對接，並且開口面積大於耦合元件，從而使得超聲波感測器可以通過開口接受回波和返回波。

雖然鷹翼艙門上的超聲波感測器在打開過程中能夠探測到離它很近的物體，但當它關閉時，卻無法探測到在門下方的手指或障礙物，這個時候主要依靠「壓力感測器」起作用。

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