目前自动驾驶汽车主要包括L2级辅助驾驶乘用车和L4级Robobus、Robotaxi等商用车，这些汽车的感知无非是靠Camera（摄像头）、Lidar（激光雷达）、Radar（毫米波雷达）和Sonar（超声波雷达）这几类硬件来实现的。本文就针对这几类传感器原理进行简单梳理，用大白话带大家搞懂主流的四类车载传感器：摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达。

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Camera

首先，是最重要的传感器——Camera。摄像头为自动驾驶系统提供了一双眼睛，依靠捕捉画面来识别外界信息。

车载摄像头的原理，主要依靠外界景物反射的光线穿过镜头，通过光子激发电子，并依靠CMOS感光元件捕捉电信号，以此完成图像数据采集，属于被动感知设备。

目前的摄像头主要包括单目摄像头和双目摄像头。单目摄像头可以识别车道线、红绿灯、交通标志、行人、车辆等画面信息，也能通过算法粗略估算障碍物距离，全景影像、车道保持、驾驶员疲劳监测等功能都依靠它实现。双目摄像头在单目具备以上功能的基础上，依靠双目视差原理实现物理测距，距离感知精度更高、可靠性更强。

尽管摄像头有以上优点，但是夜晚、隧道等光线昏暗场景下，它的性能会明显下降；遇到光照强烈、逆光环境还会产生眩光，都会对自动驾驶感知造成明显干扰。同时暴雨、大雾、扬尘也会遮挡镜头，影响成像效果。

L2辅助驾驶功能中的自适应巡航、车道巡航、高速领航、城市领航以及自动泊车、驾驶员疲劳检测系统、全景影像等都使用了摄像头，目前主要的Camera供应商有舜宇光学科技、联创电子、德赛西威、欧菲光、豪恩汽电、海康威视等。

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LiDAR

其次，激光雷达可以说是自动驾驶架构里异军突起的硬件设备，也是高阶自动驾驶的核心感知部件，华为是国内积极布局、推动激光雷达量产落地的主流企业之一。

它会主动向四周发射激光束，激光碰到行人、车辆、护栏等物体后反射回来。设备通过计算激光往返的时间，算出障碍物的距离、位置，无数条激光点组合在一起，就能还原出周边环境的三维立体轮廓。

在乘用车高配车型和L4级自动驾驶车基本上都搭载有激光雷达，主要用于城区复杂环境的感知，目前主要的LiDAR供应商主要有禾赛、速腾聚创、华为。

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Radar

第三个介绍的是毫米波雷达，广泛应用于汽车、工业、医疗、智能家居及无人机等领域，凭借高精度、高分辨率和全天候工作能力实现距离、速度、角度及微动探测。毫米波雷达是汽车主动安全领域应用较早的硬件，也是公认的全天候传感器，几乎所有家用车都会配备。

毫米波雷达主要通过毫米级电磁波来实现对场景内障碍物距离的感知。设备主动发射毫米级电磁波，电磁波遇到障碍物后反射，雷达接收回波，以此计算出目标的距离、移动速度和方位。

它受雨、雾、灰尘影响极小，恶劣天气下依旧可以稳定工作，是综合全天候能力最强的传感器。传统毫米波雷达难以精准判断障碍物高度与立体结构，依靠微多普勒效应可识别行人，但对静态行人、低矮障碍物的识别效果一般。它无法像摄像头一样看清物体外形，不能识别红绿灯、路标这类视觉信息。新一代 4D 毫米波雷达新增高度探测能力，可区分行人、护栏、限高杆等不同高度目标，弥补了传统产品的短板。

在自适应巡航控制中，Rader能够实时测量与前车距离，自动调整车速，实现安全巡航，碰撞预警系统（FCW）能够监测前方障碍物或车辆，及时发出警告，盲点检测（BSD）、开门预警（DOW）中监控车辆侧方盲区，避免变道事故。

目前的供应商主要有博世、大陆、电装、德赛西威、森斯泰克等。

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Sonar

最后是超声波雷达，这类传感器大家最熟悉，日常倒车、泊车时的提示音，就来自它。在初中物理声波的传播部分就已经接触到了这个传感器。原理和蝙蝠回声定位一样：设备发出超声波，声波碰到障碍物后反弹，通过声波往返时间测算距离。

它的常规有效探测距离在10 厘米～3 米之间，仅适用于低速场景，核心作用就是倒车提醒、自动泊车。车辆车速超过 15km/h 后，探测延迟会带来安全隐患，因此高速行驶时不会启用。

Sonar价格低廉、近距离测距精准、探测范围广，是量产车上普及率最高的传感器之一。但是探测距离短，仅能满足低速泊车需求，无法用于正常行驶中的路况感知。

供应商有豪恩、法雷奥、博世等。

四种传感器没有绝对的好坏，而是优势互补、协同工作：摄像头负责 “看清世界”，识别标识、行人、车辆；激光雷达主打 “精准建模”，打造立体环境感知；毫米波雷达守住 “安全底线”，全天候保障行车安全；超声波雷达专攻 “近距离泊车”，解决低速场景需求。

END