自动驾驶汽车上用到的传感器_ 自动驾驶为什么离不开多种传感器?

说到自动驾驶,首先要克服的第一个难关是传感器。 传感器们需要能够代替人的眼睛、耳朵、大脑,感知车外复杂且变化激烈的环境。

为了知道自动驾驶技术为什么需要这么多的传感器,首先需要知道传感器需要感知环境中的哪些信息。

传感器的种类是什么

一般来说,无论是l3水平以上的自动运转,还是l1、l2水平的辅助运转,应该区别的信息都被大致区分开来

动态

:行人车辆

静态的

:车道、信号灯、交通标志

道路上的情况复杂多变,只有组合多个传感器,才能完成对整体环境的感觉。

自动驾驶传感器主要分为以下几类,各有明显的优缺点

相机:为提供图像和道路细节,主要用于车道检测、障碍物检测和交通标志识别。 其优点是信息量丰富,能够控制成本,难易度是算法复杂,计算量大,如何在嵌入方有效实现代码是一个难点。

自动驾驶汽车上用到的传感器照相机

雷达:利用电磁波的飞行时间和多普勒频率特性进行物体测距和测试,实现前车碰撞报警( FCW )、盲点探测、车道偏离报警( LDW )、制动辅助、车距保持等功能。 毫米波雷达具有体积小、质量轻、半径距离和速度分辨率高、传输距离远、性能稳定、角度分辨率弱、行人和车辆等对象物识别能力低的缺点。

自动驾驶汽车上用到的传感器雷达

激光雷达:通过激光检测物体,可以提供被检测物体的3d点群。 具有分辨率高、能够直接取得进深程度信息的优点。 但是,成本过高,如果遇到恶劣天气(阴天、雨雪天),就不能正常发挥作用,在功能上也有限制,例如变得不能感知颜色信息,变得不能识别交通信号。

自动驾驶汽车上用到的传感器激光雷达

超声雷达:该技术主要用于近物体的距离检测。 在自动驾驶中,主要用于后勤辅助。 超声波雷达成本低,但因为是机械波,所以数据更新频率低,距离和角度分辨率都很弱。

IMU :惯性测量单元是测量物体的三轴角速度和加速度的装置。 对GPS,不需要接收外部信号,而且稳定性强,具有高动态性。 但是,根据IMU的特性,有累计误差,无法进行长时间的定位,一般来说利用GPS与视觉的组合的导航系统是必要的。

自动驾驶汽车上用到的传感器IMU

传感器融合的优点

在 MINIEYE 前置产品X1中,主要使用照相机、imu传感器和毫米波雷达。

这些传感器的作用是:由于照相机获取图像,imu估计车辆自身运动,因此毫米波雷达测量障碍物。

自动驾驶汽车上用到的传感器自动驾驶车需要这么多传感器与自动驾驶需要解决的问题密切相关,也与各种传感器的特性有关。 有了必须实现的目标,知道传感器的特性,当然有各种传感器的组合。

传感器的作用、功能各不相同,传感器的融合也成为自动运行不可避免的话题。 在一些项目中,MINIEYE 融合了摄像机和毫米波雷达,两者的特性恰好变得冗馀,整个系统都有 1 1>; 2的效果,即

传感器融合

的优势。

传感器融合的前提是了解传感器的各个特性(需要大量测试和标定分析),并根据特性设置融合策略。

例如,IMU与图像的融合应当首先理解IMU的特性,适当地建模它们的车辆运动、目标车辆运动、车道等,以确保在不同情况下以合理的机制适应于不同的场合,比如摇晃、转向、急加速和减速。

另一个典型的例子是毫米波雷达和照相机的融合,关系到在两个传感器不同的情况下需要采取什么样的策略和方法,以及存在什么样的误差和精度。

对于 MINIEYE 的产品,主要利用imu与图像的融合,进行自我运动估计、目标跟踪、计算量减少、识别精度提高。

自动驾驶一定要靠激光雷达吗?

今年,MINIEYE和新加坡麻省理工学院学术联盟( SMART )开始了l3级以上的自动驾驶合作,MINIEYE提供的视觉感知方案主要有助于自动驾驶车检测障碍物、可行驶区域等。

MINIEYE 传感器可以替代成本较高的激光雷达。 摄像机的原始分辨率高于雷达,为了实现更准确的测距,MINIEYE开发的深度学习系统可以对障碍物进行分类,摄像机可以帮助障碍物识别和测距。

视觉是感知的一部分,在自动驾驶中,由于光线的影响较大,缺乏纯视觉的解决方法。 而且,由于单目照相机通过识别类来测量速度,因此数据库不能复盖所有类型的车辆。 单一照相机无法识别所有不同的车辆。 因此, MINIEYE 在照相机中添加毫米波雷达,突破照相机光测距条件的限制,为L3级以上的自动运行提供了更经济高效的传感器。

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