自动驾驶系统是一个复杂且高度集成的体系，由感知层、传输层、决策层和执行层四个关键层级构成，它们相互协作，共同实现车辆的自动驾驶功能。

感知层作为自动驾驶系统的基础，负责收集车辆周围环境的信息，相当于人类的眼睛和耳朵。它通过各种传感器来感知周围的世界，为后续的决策和控制提供数据支持，如摄像头、激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达等，都是常用的感知器件。

其中超声波雷达在自动驾驶系统中主要用于近距离障碍物的探测，其有效探测距离通常在几厘米到几米之间。目前绝大部分自动驾驶车辆都少不了超声波雷达的助力，且其在智能驾驶领域是用量最大的，如智界S9全系车型、问界M9、埃安RT、小鹏P7+等均装备了12个超声波雷达。

而在低速无人驾驶领域，特别是清洁环卫、安防巡检、末端配送等对人群、障碍物、目标检测有极高要求的场景，超声波雷达也发挥着重要的作用。目前重点为自动驾驶企业提供相关产品的如导向视觉、雷博泰克等。其中导向视觉经过7次技术迭代升级，已形成成熟的产品线和服务生态。

导向超生生态

导向视觉专注机器视觉技术开发和应用，已为客户持续提供高可靠性的超声雷达产品15年，并持续高效迭代，在超声技术领域持续深耕，创新突破多项技术瓶颈。例如超声复杂编码抗干扰技术，超声波束角分段灵活编辑技术，超声“双雨刮”自清洁技术，超声3D点云识别与生成技术，超声零盲区毫米级感知技术等。

导向超声波雷达技术迭代情况（来源：导向视觉）

导向超声已经从单纯的测距发展到材料识别与感知，3D立体识别。从超声传感器到信号处理，从数据智能转化到客户端数据封装输出，导向已经逐渐在超声传感器领域形成超声生态。生态涵盖导向全系列超声，以满足不同场景及功能需要。

从超声FOV角度来看，导向超声已支持小FOV，大FOV，扁FOV，可自由编辑FOV等全系列FOV支持；精度上高低精度搭配，高精度型号支持1mm精度；盲区上，单双探头均可支持零盲区；体积上，最小可做到整机约1枚硬币大小，零盲区且防水防尘。

导向视觉的超声波雷达产品目前已经迭代到第六代，以及逐渐成熟的第七代，不仅波束角可以整体编辑，还能根据客户的超声安装高度及避障要求，对每一分段进行独立编辑，可适应各种安装高度应用场景的波束角在线调整，无需拆机，可以适应多种机器人尺寸，小到割草机大到无人矿卡。

导向超声还支持对障碍物进行位置锁定及大小识别，单个探头可以发现多个障碍物，可避开第一障碍物而去获取第二障碍物，可多探头同时探测，支持直接采用KS236-N探头返回N*3组数据来模拟N*3路探头的探测效果，不仅能弥补深度摄像头及激光雷达对玻璃、灰尘及车体底部空间探测不足，还能实现更大成本优势。

12个KS236超声波雷达形成多个防护区图示（来源：导向视觉）

以KS236为例子，12探头除了实现传统的12个防区，还可以多探头同时探测，形成36个防区。形成36个防区时，相当于每个防区的批量成本仅十余元，具有巨大的成本优势。

KS206/KS216/KS236最小可以编辑到水平50°竖直16度，最大水平135°竖直60°，几乎涵盖所有场景的机器人。例如，高度仅20~30cm的割草机或AGV，可以将KS206的2~4探头，波束角编辑为水平50°竖直16度。对于清洁机器人，采用KS216的6~8探头，波束角可以编辑为水平80°竖直30°。

从左到右：KS206/KS216/KS236图示（来源：导向视觉）

对于矿山车、物流车、港口车辆，可以采用KS236的10~12探头，波束角编辑为水平100°竖直50°或更大。由于每个探头均可独立编辑波束角，对于机器人的不同部位的探测FOV要求适应性好。KS236整机防水，对于一些越野、建筑、牧场、矿山、暴雨等泥泞扬尘场合均可可靠工作。

实现复杂超声编码，100%抗干扰

超声波的工作原理是基于声波的发送和接收，工作过程中可能会面临电源、电机、噪音、机械振动等干扰，干扰可能影响超声波信号，导致信号失真或弱化，以致传感器误报或失效。

为了保证超声波雷达用于自动驾驶车辆的作业效果，行业一直在加大抗干扰相关技术的研究。如在自体声波识别技术方面，导向公司采用了自研专利技术，通过对声波进行振幅、频率、周期、周期差的组合进行综合随机编码，可以更加有效地避免干扰，这项技术还申请了多项中国及美国专利。

  随机编码技术应用于超声波雷达自体声波识别（来源：导向视觉）

      随机编码技术工作原理（来源：导向视觉）

通过随机编码矩阵，在声波的载体上，承载幅度信息及时间间隔等信息，以随机编码波形的方式进一步提高了超声波雷达的抗干扰能力。导向超声能够在复杂的环境中准确识别目标，并有效滤除干扰信号，从而提高雷达感知系统的可靠性。

全面满足市场需求，客户订单稳步增长

超声波雷达虽不如激光雷达、摄像头等在自动驾驶行业的关注度高，但对于自动驾驶车辆全面准确地感知外部环境也至关重要。导向公司作为领先的超声波雷达供应商，其产品在低速无人驾驶领域应用非常广泛，年均出货超10万台套，特别是在无人环卫、无人配送、无人巡检几大业务板块覆盖率高。

导向公司低速无人驾驶行业用超声波雷达出货情况（来源：导向视觉）

安防巡检

电力行业是安防巡检机器人应用最广泛的场景之一，重点应用场景涵盖变电站、输电线路、配电房等。但在这些场所，电磁干扰是影响感知效果的重要因素之一。

而安防巡逻机器人需要在人流量大、流动性强、环境复杂的场景中运行，在人群密集的场所，机器人需要准确地识别出障碍物并精准避障，但由于人群的繁杂性和流动性，这一任务变得更加困难。种种感知难点都对传感器的性能提出了更高要求。

导向公司的超声波雷达产品KS114，自2019年上市以来，已经广泛用于巡检机器人、电力机器人、轨道机器人、清洁机器人等多个领域。该产品经受各种不同恶劣户外环境的考验，无论风吹、日晒、雨淋，均保证了运行零故障率，产品复购率极高。

KS114还衍生出了多款针对特殊环境的高性能产品，如KS114N，在零下40℃的极寒低温环境也可以正常工作；KS114NE，可以抗电磁干扰，其允许临近电机布置而不被干扰，而其自体声波识别技术则可以避开大部分同频干扰。这些性能优势，有利于巡检机器人在变电站、配电房等场所保持稳定精准的环境感知。

清洁环卫

在清洁机器人领域，导向公司已与国邦清洁机器人、卡赫清洁机器人、智行者、赛特智能、高仙机器人、盈峰环境等保持长期合作。其中，与高仙机器人的合作持续了超10年。

2024年，导向公司各大客户在无人趋势的市场推动下，加大了采购量，相较于2023年导向公司在清洁机器人领域的销量增长了40%。同时也新增了许多优秀合作商。例如浙江有鹿机器人，云洁、金皇冠、小黄蜂、科棒安等。

除了低速无人驾驶各大典型应用场景，在人形机器人领域，导向公司也有深耕，并与银河通用机器人、星尘智能等建立了深入的合作。部分客户的人形机器人导向超声雷达订单量累积已超过6000台。

立足材料本身，丰富导向超声生态

导向的机器视觉，不依赖于激光或摄像头的光子感知技术，而是依赖于空气分子感知技术。空气分子的直径约0.3nm，对固体或液体拥有良好的感知效果。驱动空气分子以特定的频率振动，使其通过纵波的方式穿透水雾或灰尘，对物体表面进行轰击并返回，接收返回的空气分子纵波集群，可以对物体的形状外观尺寸进行识别。具有不受水雾影响的优势，积聚在传感器表面的灰尘泥浆均不影响识别效果。

相比较激光雷达、摄像头、毫米波雷达对近距离透明物体难以可靠识别，导向超声可以敏感探测到透明物体例如水、玻璃、聚碳酸脂等高透明物体。通过不断改进驱动空气分子振动的振动基底的材料及工艺，可以实现超声换能片的零盲区激发及变频驱动，实现单头零盲区探测及更高阶抗干扰的效果。相关技术公司目前已提交100+项中美专利。其中大部分专利采用延迟公开之策略，以确保技术有效保护。

蝙蝠喉部示意图（来源：University of Southern Denmark）

导向并不满足于1mm精度，也不满足于仅仅数百像素点识别及1元硬币尺寸大小的尺寸极限，不满足于声波的感知速率。相较于蝙蝠所发的超声波，导向所操控的超声波与之仍存在巨大差距。上图中蝙蝠喉部声带，其厚度可小至人类声带的1%，仅50μm，频率20-160 kHz可变。依托于蝙蝠声带的回声高速定位，蝙蝠可以通过变频的超声波实现对飞舞蚊虫的高效定位，蚊虫大小甚至种类，飞翔方向都可以准确识别。

依托蝙蝠仿生学，导向参考蝙蝠声带结构开发了导向超敏压电陶瓷片技术。其将超声部激发结构压缩到数十μm厚度上，并在其上叠层了至少3层复合材料。这种结构具有奇妙的特性，例如耐极寒低温特性，零盲区特性，可变频特性等。其可变频率范围目前已经支持20kHz~120kHz范围广谱。

耐老化性能也非常优秀，户外直面风吹日晒雨淋一年均无性能变化，老化10亿次测试后的性能也明显优于常规压电陶瓷片。常规压电陶瓷片在2亿次老化后，余振性能及灵敏度会增加20%以上。而导向超敏压电陶瓷片在老化10亿次之后，余振及灵敏度并无明显变化，稳定性更好。导向超敏压电陶瓷片技术目前已经装备于部分第六代超声和第七代超声上，实现零盲区及广谱变频抗干扰等常规超声不能实现的功能。

​“持续为客户提供高可靠性的产品，真诚的服务，再难也要坚持。”秉承这一核心企业文化，公司目前已经推出了成熟的第六代超声产品，今年推出的100%抗干扰的第七代超声产品是对超声应用范围的进一步提升（迭代详细情况见前文附表）。

为确保技术的高效迭代并满足客户需求，导向计划今年同时推出超声成像级108像素点云KS308及324像素点云超声(KS338FOV:120H*40V)。此类3D高像素点云超声将支持客户用于迭代或弥补三维激光雷达或深度摄像头所不能胜任的场景，满足更高要求作业需要。