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【全面解析】自动驾驶的未来:多传感器融合
http://www.50cnnet.com 物联中国
日期:2017-09-06 08:10:19来源:物联中国 点击:589
核心提示:传感器是汽车感知周围的环境的硬件基础,在实现自动驾驶的各个阶段都必不可少。自动驾驶离不开感知层、控制层和执行层的相互配合。摄像头、雷达等传感器获取图像、距离、速度等信息,扮演眼睛、耳朵的角色。控制模块分析处理信息,并进行判断、下达指令,扮演大脑的角色。车身各部件负责执行指令,扮演手脚的角色。而环境感...

特别是用于ADAS功能的前视摄像头,涉及行车安全,可靠性必须非常高。因此车载摄像头的制造工艺也更加复杂。

深度解析自动驾驶的未来:多传感器融合

车载摄像头产业链

在成为整车厂商的一级供应商之前,需经过大量不同种类的严格测试。但是一旦进入整车厂商的一级供应商体系就会形成很高的壁垒,很难被替代,因为更换供应商的成本太高,重新更换供应商就意味着整车厂商要再次进行复杂的测试。

全球视觉系ADAS龙头Mobileye从1999年成立就开始研发视觉处理系统,但在2007年搭载Mobileye产品的车型才上市,从研发到正式进入前装市场,用了八年的时间。但成为众多整车厂商的一级供应商后,Mobileye已成为这一领域绝对的寡头。

自从其公司2014年上市至今,与其他公司竞逐各大汽车厂商的智能汽车安全设备招标时,Mobileye的成功率几乎是百分之百。

毫米波雷达:ADAS核心传感器

毫米波的波长介于厘米波和光波之间, 因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点:

1)同厘米波导引头相比,毫米波导引头具 有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点;

2)与红外、激光等光学导引头相比,毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,传输距离远,具有全天候全天时的特点;

3)性能稳定,不受目标物体形状、颜色等干扰。毫米波雷达很好的弥补了如红外、激光、超声波、 摄像头等其他传感器在车载应用中所不具备的使用场景。

毫米波雷达的探测距离一 般在150m-250m之间,有的高性能毫米波雷达探测距离甚至能达到300m,可以满足汽车在高速运动时探测较大范围的需求。与此同时,毫米波雷达的探测精度较高。

深度解析自动驾驶的未来:多传感器融合

毫米波雷达应用于自适应巡航

这些特性使得毫米波雷达能够监测到大范围内车辆的运行情况,同时对于前方车辆的速度、加速度、距离等信息的探测也更加精准,因此是自适应巡航(ACC)、自动紧急刹车(AEB) 的首选传感器。


目前77GHz毫米波雷达系统单价大约在250欧元左右,高昂的价格限制了毫米波雷达的车载化应用。

激光雷达:功能强大

激光雷达性能精良,是无人驾驶的最佳技术路线。激光雷达相对于其他自动驾驶传感器具有非常优越的性能:

分辨率高。激光雷达可以获得极高的角度、距离和速度分辨率,这意味着激光雷达可以利用多普勒成像技术获得非常清晰的图像。

精度高。激光直线传播、方向性好、光束非常窄,弥散性非常低,因此激光雷达的精度很高。

抗有源干扰能力强。与微波、毫米波雷达易受自然界广泛存在的电磁波影响的情况不同,自然界中能对激光雷达起干扰作用的信号源不多,因此激光雷达抗有源干扰的能力很强。

深度解析自动驾驶的未来:多传感器融合

激光雷达的空间建模

三维激光雷达一般安装在车顶, 可以高速旋转,以获得周围空间的点云数据,从而实时绘制出车辆周边的三维空间地图。同时,激光雷达还可以测量出周边其他车辆在三个方向上的距离、速度、加速度、角速度等信息,再结合 GPS 地图计算出车辆的位置,这些庞大丰富的数据信息传输给 ECU 分析处理后,以供车辆快速做出判断。

激光雷达车用方案

以地图为中心:以Google和百度为代表的互联网企业的无人驾驶是以地图为中心, 主要原因在于激光雷达可以为这些公司绘制高精度地图。

以汽车为中心:对大多数车企而言,他们更想要一款专为汽车量身定制的激光雷达产品。

深度解析自动驾驶的未来:多传感器融合

百度自动驾驶汽车上的激光雷达

首先,和测绘专用的笨重“大花盆”相比,小型激光雷达和汽车更配,为了兼顾美观和风阻系数,自动驾驶汽车与普通汽车不应该在外观上有任何差别,激光雷达尽量要被做成小体积直接嵌入车身,这就意味着要将机械旋转部件做到最小甚至抛弃。

因此车用激光雷达没有选用大体积旋转结构,而是在制作工艺上,将旋转部件做到了产品内部。例如Ibeo的激光雷达产品LUX,改为固定激光光源,通过内部玻璃片旋 转的方式改变激光光束方向,实现多角度检测的需要。

而Quanergy旗下产品S3是一款全固态产品,使用了相位矩阵新技术,内部不存在任何旋转部件。

不过,好东西都很贵。激光雷达单价以万为单位,高昂的价格让其难以市场化。


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出处:物联中国
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