? (molex連接器)自動(dòng)駕駛技術(shù)主要分為三大部分:感知、決策和控制。自動(dòng)駕駛系統通過(guò)傳感器感知車(chē)輛當前所處狀態(tài)(位置、周?chē)?chē)輛、行人障礙物等),由決策算法得出最優(yōu)的行駛策略,最終由控制部分將此策略轉換為車(chē)身部件實(shí)際操作。圖1表示自動(dòng)駕駛系統的基本工作原理。在實(shí)際應用中,由感知系統和高精度地圖可實(shí)現對車(chē)輛行駛位置精確定位(SLAM),感知系統為自動(dòng)駕駛車(chē)輛提供周?chē)?chē)輛、行人、車(chē)道線(xiàn)等環(huán)境信息,為規控系統計算最優(yōu)行駛策略提供依據。
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當前自動(dòng)駕駛系統傳感器主要包括:
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中短距離 毫米波雷達
長(cháng)距離 毫米波雷達
??攝像頭,功能類(lèi)似數碼相機,感光芯片每秒記錄N組(幀)數字形式的圖像,通過(guò)車(chē)載以太網(wǎng)或LVDS方式發(fā)送給自動(dòng)駕駛系統的計算機,計算機通過(guò)圖像識別技術(shù)分析數據,進(jìn)而判斷車(chē)輛周?chē)鸂顩r。攝像頭技術(shù)對應傳統的人眼視覺(jué),應用中攝像頭形式包括單目、雙目和三目,根據攝像頭安裝的位置分為前視、后視、環(huán)視和車(chē)內監控攝像頭;紅外傳感系統是用紅外線(xiàn)為介質(zhì)的測量系統;毫米波雷達,通過(guò)發(fā)送電磁波(毫米波),測量反射波從發(fā)射到接收的時(shí)間,計算車(chē)輛到各個(gè)目標的距離。雷達的多普勒效應可以用以測量目標速度。毫米波雷達抗干擾能力強,作用范圍大,但不能對目標進(jìn)行識別,分辨率較低;激光雷達,發(fā)射激光(波長(cháng)600~1000nm),通過(guò)反射脈沖的飛行時(shí)間(TOF)測量距離,激光雷達在短時(shí)間內可發(fā)送大量激光脈沖,通過(guò)旋轉鏡頭方式構建周?chē)^大掃描區域內的3D點(diǎn)云數據。激光雷達不僅作用距離大,還可以測量速度,而且具備很好的目標識別能力,缺點(diǎn)是成本較高;超聲波雷達,測量發(fā)射超聲波(>20kHz)反射回來(lái)的時(shí)間,從而判斷障礙物的存在和距離。超聲波雷達的缺點(diǎn)是作用距離短,傳輸依賴(lài)介質(zhì),速度慢,只適用于低速下的停車(chē)輔助。
??由工作機制決定的固有屬性,讓不同傳感器適用于不同的應用場(chǎng)景。沒(méi)有一種傳感器可以滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛所有類(lèi)型的任務(wù),在實(shí)際應用中要結合不同傳感器的優(yōu)勢,利用傳感器融合技術(shù),為自動(dòng)駕駛汽車(chē)提供全面、及時(shí)和準確的周邊環(huán)境信息,便于自動(dòng)駕駛系統作出最準確的決策。圖2列出2013年歐洲市場(chǎng)OEM廠(chǎng)商針對特定輔助駕駛(ADAS)功能的傳感器選擇情況。
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傳感器分布
??在自動(dòng)駕駛汽車(chē)上,傳感器的分布、功能及作用范圍大致如圖3所示。由圖可以看出不同類(lèi)型的傳感器作用的范圍(距離 & 角度)有所差別,應用中需要使用多個(gè)不同類(lèi)別的傳感器,分布在車(chē)身的不同位置以實(shí)現對車(chē)輛周?chē)h(huán)境360°無(wú)死角覆蓋。例如,Google自動(dòng)駕駛汽車(chē)Waymo上部署有 3 個(gè)激光雷達、9 個(gè)攝像頭,x 個(gè)毫米波雷達。
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傳感器特性比較
表1是根據公開(kāi)資料整理的不同類(lèi)型自動(dòng)駕駛傳感器的特性對比。
傳感器成本
? ?當前自動(dòng)駕駛/ADAS的關(guān)鍵部件,比如高精度慣導、激光雷達的成本非常之高,Google無(wú)人駕駛車(chē)上使用的 Velodyne 64線(xiàn)激光雷達價(jià)格高達 $75,000,整套設備成本在 $150,000 左右。隨著(zhù)市場(chǎng)化和技術(shù)的發(fā)展,激光雷達等傳感器成本必然會(huì )逐漸下降。在激光雷達領(lǐng)域,Velodyne已推出低成本的16線(xiàn)產(chǎn)品,售價(jià) $8,000;創(chuàng )業(yè)公司 Quanergy 也承諾將推出成本 $250 左右的低成本激光雷達。
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市場(chǎng)趨勢
對于未來(lái)全球ADAS功能裝車(chē)量和傳感器數量發(fā)展的預計。