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無人駕駛技術的汽車傳感器
作者:khemrajb.com來源:本站時間:2020/9/10 16:52:44
無人駕駛技術現如今其實非常成熟了,汽車如何能對現實中復雜的交通狀況了如指掌,如何可以像人的眼睛和大腦一樣靈活應變。關鍵就在需要各種各樣的傳感器合作來解決,它們最終將監測到的數據傳給高精密的處理器,識別道路、標示和行人,做出加速、轉向、制動等決策。

在智能感知識別的部分,車載光學系統和車載雷達系統是保證行車安全最為重要的系統,目前,主流的用于周圍環境感測的傳感器有激光雷達(LiDAR)、毫米波雷達(millimeter wave)、視覺傳感器三種。

激光雷達(LiDAR)
通過掃描從一個物體上反射回來的激光來確定物體的距離,可以形成精度高達厘米級的3D環境地圖,因此它在ADAS(先進駕駛輔助系統)及無人駕駛系統中起重要作用。從當前車載激光雷達來看,機械式的多線束激光雷達是主流方案,但受制于價格高昂的因素尚未普及開來。

在百度無人駕駛汽車車身上,除了部署了毫米波雷達、視頻等感應器,其車頂就安置了一個體積較大、價值70萬余人民幣的64位激光雷達,谷歌同樣也是采用的相同高端配置激光雷達。車載激光雷達系統的優劣主要取決于2D激光掃描儀的性能。激光發射器線束的越多,每秒采集的云點就越多。然而線束越多也就代表著激光雷達的造價就更加昂貴。激光雷達除了成本高昂,遇到煙霧介質以及雨雪天氣中表現一般,將掣肘它的發揮。

與雷達原理相似,激光雷達使用的技術是飛行時間(TOF,Time of Flight)。 具體而言,就是根據激光遇到障礙物后的折返時間,計算目標與自己的相對距離。激光光束可以準確測量視場中物體輪廓邊沿與設備間的相對距離,這些輪廓信息組成所謂的點云并繪制出3D環境地圖,精度可達到厘米級別,從而提高測量精度。


毫米波雷達(millimeter wave)

毫米波是指30~300GHz頻域(波長為1~10mm)的電磁波,毫米波的波長介于厘米波和光波之間,因此毫米波兼有微波制導和光電制導的優點。同厘米波導引頭相比,毫米波導引頭具有體積小、質量輕和空間分辨率高的特點。
與紅外、激光、電磁等光學導引頭相比,毫米波導引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強,具有全天候(大雨天除外)全天時的特點,這能與激光雷達的作用產生互補。另外,毫米波導引頭的抗干擾、反隱身能力也優于其他微波導引頭 。缺點是毫米波雷達由于波長原因,探測距離非常有限,也無法感知行人,而激光雷達可以對周邊所有障礙物進行精準的建模。為了克服不同缺點,因此勢必要將這些傳感器組合在一起。

視覺傳感器
ADAS應用攝像頭作為主要傳感器是因為攝像頭分辨率高于其他傳感器,可以獲取足夠多的環境細節,幫助車輛進行環境認知,車載攝像頭可以描繪物體的外觀和形狀、讀取標志等,這些功能其他傳感器無法做到。  
但是攝像頭受環境因素以及外部因素影響較大,比如隧道中光線不足,天氣因素導致的視線縮小等。

目前攝像頭的應用主要有:單目攝像頭、后視攝像頭、立體攝像頭或稱雙目攝像頭、環視攝像頭。 當然為了提高環境感知的準確度,通常需要多種傳感器的組合,最終提供一個穩定耐用的解決方案。

未來的汽車傳感器技術的發展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。 Mems汽車傳感器已開始逐步取代基于傳統機電技術的傳感器,將成為世界汽車電子的重要構成部分。








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