如果发动机是汽车的心脏，为车辆提供生命之源，那么汽车雷达便是汽车敏锐的眼睛，让车辆能够“看见”周围的世界，在无形之中守护驾驶者的行车安全。随着汽车进入智能化时代，雷达传感器以独特的探测能力成为了智能驾驶系统中不可或缺的关键部件。
近日，工业和信息化部、公安部、自然资源部、住房和城乡建设部、交通运输部联合发布了智能网联汽车“车路云一体化”应用试点城市名单，这标志着自动驾驶技术的发展又向前迈进了一步。要实现真正的自动驾驶，第一步是确保汽车能够与周边环境进行有效的交互，而达到这样的效果需要关注两个方面，首先是硬件性能，车机芯片的计算能力；另一方面则是自动驾驶感知最主要的数据获取工具，通过各种传感器获取的数据来准确感知环境，包括道路情况、交通信号、行人和其他车辆信息，本章将和大家介绍目前自动驾驶感知中常用的3种雷达传感器。
超声波雷达传感器
实际上超声波雷达应用在汽车上的时间已经很久了，丰田公司在20世纪80年代末领先使用，到20世纪90年代末，美国和欧洲的高端汽车也开始使用超声波雷达系统。超声波是一种振动频率高于20kHz的声波，超声波雷达传感器是通过发射超声波并接收反射回来的回波，来确定物体的位置和距离。
例如当停车倒车时，车尾部的超声波雷达传感器会发射超声波脉冲，脉冲遇到如墙壁、石墩等障碍物时会反射回来，传感器接收到反射回来的超声波信号后，通过计算超声波的传播时间来确定障碍物的距离，车内可以通过音响系统向驾驶员提供实时反馈，超声波雷达传感器监测到的距离越小，警告声的频率会越密集。由于超声波在空气中传播时，信号会随着距离的增加而逐渐减弱，当在空气中遇到灰尘等微小颗粒，信号会进一步弱化，因此目前超声波雷达传感器主要应用于汽车的泊车辅助系统和盲点监测等近距离监测应用当中。
毫米波雷达传感器
毫米波雷达传感器出现在汽车上也已经有20多年了，1998年，奔驰率先将毫米波雷达传感器应用在了自适应巡航控制系统。毫米波是频率范围在30-300GHz的电磁波，毫米波雷达传感器的应用原理与超声波雷达传感器一样，但是其相较于超声波雷达传感器探测距离更远、反应速度更快、精度更高；另外在穿透迷雾、灰尘的能力也很强。目前市面上的智能汽车多为搭载3个激光雷达，安装位置一般为1个前向，2个左右侧前向；配置更高的车型还会在左右侧后向再增加2个。
前方毫米波雷达传感器的应用功能包括自适应巡航、前方碰撞预警、自动紧急制动、主动车道保持和行人检测等功能；双侧的毫米波雷达传感器的应用功能包括开门预警、变道辅助、后方横向来车预警和后方碰撞预警等功能。毫米波雷达传感器的工作原理是采用了多普勒效应，多普勒效应是指波的频率会因为波源和物体之间的相对运动而发生变化的现象。例如，在观看赛车比赛时，当赛车高速驶过观众席，观众会听到发动机声音的频率从高到低变化，这就是多普勒效应。
当汽车在行驶时，毫米波雷达传感器发出的信号会遇到前方的车辆并被反射回来，如果前方车辆向本车移动，反射信号的频率会增加；如果前方车辆远离本车，反射信号的频率会减小。通过测量频率变化，毫米波雷达传感器可以计算出物体的相对速度，通过测量信号的传播速度，可以计算车辆之间的距离。随着自动驾驶技术的发展，毫米波雷达传感器已经研制出了4D版本。4D毫米波雷达在传统三维信息的基础上，增加了对物体高度的感知能力。例如，在4D毫米波雷达应用时，可以区分路面上凸起的是减速带还是障碍物，这种增强后的环境感知能力让4D毫米波雷达能够生成更详细和全面的环境图像。
激光雷达传感器
激光雷达传感器大家可能不熟悉，但是激光肯定是大家从小就听过的。例如，电视里超级英雄使用的激光枪、激光剑、发射的激光射线、我们玩的激光笔，他们和激光雷达传感器都是通过受激辐射发射出高度集中的光束，组成的光波在一条直线上传播，不会扩散。
激光雷达传感器的工作原理和毫米波雷达基本相同，不过发射出的是激光脉冲，接收的是反射回来的激光信号。除此之外，与其他雷达传感器相比，激光雷达传感器探测距离较远；并且可以发射出多束激光脉冲，再测量反射回来的激光信号的时间差、相位差确定距离，通过水平旋转扫描、相控扫描测量角度，通过不同的俯仰角度信号测量高度，以此来准确识别物体的三维信息，做到提升物体维度和场景还原，实现行车环境的高精度建模，提供精确的环境感知数据，帮助车辆进行路径规划和避免障碍。
超声波雷达传感器最便宜，但是它用于远距离测量又不给力；激光雷达传感器不仅探测距离够远，还能构建行车环境的三维点云图，可是价格真的消费不起；毫米波雷达传感器全天候服务较好，不过精确度也会因此降低。三款雷达传感器在雷达大家族当中都有天生的短板和对方替代不了的优势，谁也不可能独当一面，只有齐心协力，各展所长，才能才能为行车提供最全面的环境感知能力。
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