超聲波傳感器憑借成本可控、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、近距離探測(cè)精準(zhǔn)的核心優(yōu)勢(shì)，在智能感知領(lǐng)域占據(jù)重要地位。在自動(dòng)駕駛、智能制造與新能源革命的多重驅(qū)動(dòng)下，超聲波傳感器正突破傳統(tǒng)應(yīng)用局限，呈現(xiàn)出精準(zhǔn)化、多能化、融合化的明確發(fā)展趨勢(shì)，為各種應(yīng)用場(chǎng)景提供核心感知支撐。

傳統(tǒng)超聲波傳感器已無法滿足安全攸關(guān)場(chǎng)景的需求，行業(yè)正通過硬件升級(jí)與算法優(yōu)化實(shí)現(xiàn)性能躍遷。在汽車自動(dòng)駕駛與機(jī)器人交互等場(chǎng)景中，厘米級(jí)測(cè)距精度成為基本要求，同時(shí)需應(yīng)對(duì)灰塵、濕氣、溫度變化等復(fù)雜環(huán)境干擾。為此，傳感器需具備更高信噪比（SNR）、更寬動(dòng)態(tài)范圍，以及集成自動(dòng)校準(zhǔn)與溫度補(bǔ)償功能提升環(huán)境適應(yīng)性，并通過多傳感融合實(shí)現(xiàn)更進(jìn)準(zhǔn)的應(yīng)用，這一趨勢(shì)在車載、機(jī)器人與工業(yè)領(lǐng)域尤為突出。

包含多個(gè)傳感器的泊車輔助用例

安森美(onsemi) 自2007年起深耕超聲傳感領(lǐng)域，其超聲波傳感器控制器通過超聲波技術(shù)精確測(cè)距離，為各類場(chǎng)景提供距離數(shù)據(jù)支持的超聲波距離檢測(cè)應(yīng)用，例如用于輔助用戶精準(zhǔn)停車入位的汽車泊車輔助系統(tǒng)，在檢測(cè)到潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)自動(dòng)觸發(fā)制動(dòng)，以避免或減輕碰撞傷害的汽車緊急制動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛側(cè)后方盲區(qū)，警示駕駛員潛在危險(xiǎn)的汽車盲點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)。

今天，安森美超聲波傳感器技術(shù)已經(jīng)演進(jìn)到第6代，安森美推出基于65nm Treo平臺(tái)的超聲波傳感器產(chǎn)品，將精度提升至傳統(tǒng)方案的兩倍，而且最新超聲波傳感器則支持原始數(shù)據(jù)上傳，為算法整合攝像頭、超聲波等異構(gòu)數(shù)據(jù)AI融合奠定基礎(chǔ)。

該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了從PCB板級(jí)集成到芯片級(jí)集成的跨越，通過整合全套安全方案與傳感器陣列，有效降低系統(tǒng)集成復(fù)雜度。在機(jī)器人靈巧手中，其超聲波傳感器可穿透遮擋物探測(cè)指關(guān)節(jié)位置，結(jié)合AI算法實(shí)現(xiàn)類人化手勢(shì)識(shí)別與物體抓取，同時(shí)為機(jī)器人構(gòu)建 "安全氣泡"，避免運(yùn)動(dòng)過程中的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

安森美第六代超聲波傳感器控制芯片還提供原始數(shù)據(jù)符合AK2標(biāo)準(zhǔn)，它是第一款可實(shí)現(xiàn)真正基于AI的超聲波測(cè)量數(shù)據(jù)后處理和傳感器融合的超聲波控制芯片。在多傳感融合領(lǐng)域，安森美構(gòu)建了 "超聲波+ MEMS +圖像傳感" 的協(xié)同方案：第七代超聲波傳感器控制芯片將超聲波傳感器與MEMS麥克風(fēng)并置，不同的發(fā)射和接收設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)緊急車輛警報(bào)識(shí)別等高級(jí)功能；與HyperLux?圖像傳感器、iToF深度傳感器結(jié)合后，通過NVIDIA 仿真環(huán)境整合數(shù)據(jù)，為自主移動(dòng)機(jī)器人的SLAM 導(dǎo)航與定位提供多維度支撐，大幅提升系統(tǒng)安全性與可靠性。

更具創(chuàng)新性的是，安森美將超聲波技術(shù)與鏡頭清潔功能結(jié)合，通過集成壓電裝置實(shí)現(xiàn)傳感器高頻振動(dòng)，可去除表面雨滴、污垢與積冰，確保機(jī)器人在戶外或工業(yè)惡劣環(huán)境中持續(xù)工作。這一技術(shù)同樣適用于自動(dòng)駕駛車輛的感知系統(tǒng)，解決了極端天氣下的傳感可靠性難題。

安森美超聲波傳感器解決方案在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用已實(shí)現(xiàn)從外部感知到內(nèi)部監(jiān)測(cè)的全覆蓋。在車外，其傳感器作為 ADAS 系統(tǒng)的基礎(chǔ)組件，支撐低速泊車、盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)、路面濕滑檢測(cè)等功能，通過調(diào)節(jié)制動(dòng)策略提升行車安全；在車內(nèi)，可檢測(cè)乘客體型與位置，優(yōu)化安全氣囊部署，并通過呼吸、心跳監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)駕駛員警覺性判斷，響應(yīng)全球日益嚴(yán)格的車載安全法規(guī)。

針對(duì) 2025 年人形機(jī)器人量產(chǎn)轉(zhuǎn)折期的需求，安森美提供從感知到安全控制的全鏈條解決方案。其超聲波傳感器不僅用于機(jī)器人靈巧手的精細(xì)操作與避障，還能監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)并觸發(fā)安全響應(yīng)，即當(dāng)檢測(cè)到機(jī)器人電量不足導(dǎo)致失衡時(shí)，可快速發(fā)送信號(hào)切斷危險(xiǎn)動(dòng)作，配合 eFuse 電子保險(xiǎn)絲實(shí)現(xiàn)故障隔離。

在工業(yè)場(chǎng)景中，安森美解決方案適配倉儲(chǔ)AMR機(jī)器人、農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人等多種設(shè)備：在倉儲(chǔ)環(huán)境中，超聲波傳感器用于貨架與貨物距離測(cè)量，保障搬運(yùn)精準(zhǔn)性；在戶外割草機(jī)器人上，通過與圖像傳感融合實(shí)現(xiàn)地形識(shí)別與障礙物規(guī)避。結(jié)合其推出的 LED 狀態(tài)燈與地面投影技術(shù)，更解決了人機(jī)協(xié)同場(chǎng)景中的安全交互問題。

隨著智能技術(shù)的持續(xù)滲透，超聲波傳感器正朝著更精準(zhǔn)、更智能、更集成的方向進(jìn)化。安森美超聲波傳感器解決方案在性能層面，通過MEMS工藝升級(jí)與先進(jìn)算法優(yōu)化，測(cè)距精度有望突破毫米級(jí)，同時(shí)進(jìn)一步降低功耗與體積；在功能層面，將整合更多環(huán)境感知能力，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、材質(zhì)識(shí)別的多參數(shù)檢測(cè)；在生態(tài)層面，會(huì)深度融入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與車聯(lián)網(wǎng)體系，通過邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理與決策。

此外，為加速客戶產(chǎn)品開發(fā)，安森美構(gòu)建了包含評(píng)估套件、仿真工具、技術(shù)支持的完整生態(tài)。除提供評(píng)估套件外，其提供的FoxPro可視化工具可直觀呈現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)與系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，幫助工程師快速調(diào)試算法。通過與NVIDIA等伙伴合作搭建仿真環(huán)境，降低了多傳感融合系統(tǒng)的開發(fā)難度。

隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)提升，對(duì)超聲波傳感器的探測(cè)精度、圖像傳感器的分辨率要求更高。但高性能意味著更高的技術(shù)投入與制造成本，如何在提升性能的同時(shí)控制成本，平衡兩者以滿足市場(chǎng)普及需求，是行業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)。安森美通過技術(shù)創(chuàng)新來降低整體方案成本，例如安森美超聲波方案可以一顆主控控制12顆傳感器，與現(xiàn)有解決方案需要兩顆昂貴的主控芯片來覆蓋一輛車相比，安森美的方案只需要一顆主控芯片，同時(shí)也是業(yè)內(nèi)唯一可在惡劣氣候與污染環(huán)境下傳感器自清潔的方案，無需付出額外硬件成本。