启飞汽车

摘要

    随着现代科技的飞速发展, 无人驾驶汽车也在迅猛发展中。伴随着无人驾驶而来的是传感器发展, 虽然传感器只是无人驾驶的一部分, 但其发挥的作用却超乎想象。所以人们对于传感器技术在汽车上的应用与研究也越来越深入。本文通过对传感器技术在无人驾驶汽车中的应用进行阐述, 来说明无人驾驶汽车中传感技术的重要性。

一、无人驾驶技术

    无人驾驶汽车 (Self-driving Car) 是智能汽车中的一种, 也可称之为轮式移动机器人。其依靠人工智能、传感器、定位系统和导航系统的协同合作, 让计算机在无人主动操作下, 自动安全地操作机动车辆, 为人类的交通安全和效率带来全新体验。
    无人驾驶技术包括了环境信息和车载信息的采集与处理, 是一项庞大且复杂的技术工程, 包括各种软件和硬件技术, 这其中涉及了很多自动驾驶技术和测试验证, 实现无人驾驶是一个漫长且严谨的过程。硬件方面就离不开各种感知传感技术。这么多的传感器技术, 不同车型的汽车配备哪些传感器, 这就取决于汽车工程师做的汽车安全方案了, 这也是根据汽车本身需要完成什么任务及汽车行驶的环境等复杂因素来设定的。如高速驾驶, 主要运用长距77 G毫米波雷达结合摄像头图像处理, 以达到前方防碰撞预警、车道偏离预警和减速制动指令等, 盲区主要应用24 G毫米波雷达, 达到变道辅助预警和纠正方向指令的操作。而城区道路更加复杂, 所需要的环境传感技术就更多了。

二、车载传感器技术

1.图像传感器

    图像传感器就是利用光学元件和成像装置, 来获取外部环境图像信息的仪器。摄像头图像处理传感技术, 通常用图像分辨率来描述视觉传感器的性能, 主要用于前防碰撞预警, 它在车道偏离预警方面有独特的擅长之处, 这是目前其他传感技术不能实现的功能, 也是目前使用较多和较广的防碰撞设备。

2.激光雷达传感器

    激光雷达 (Li DAR) 是无人驾驶汽车中最强大的传感器之一。它可以区分真实移动的行人和人物海报, 在三维立体的空间中建模、检测静态物体及精确测距。其是通过发射激光束来探测目标位置和速度等特征量的雷达系统, 具有测量精度高和方向性好等优点, 在军事及民用的地理测绘等领域都有广泛的应用。由于激光雷达可以形成精度高达厘米级的3D环境地图, 因此在无人驾驶系统中具有重要作用。

3.毫米波雷达传感器

    毫米波雷达是工作在毫米波波段探测的雷达。它能分辨识别很小的目标, 而且能同时识别多个目标, 具有成像能力强、体积小、机动性和隐蔽性好的特点。毫米波雷达的探测距离、精度和环境适用性等性能表现均十分出色。将其应用于无人驾驶汽车这种对精确性要求较高的设备上时, 配合现在的AI技术, 毫米雷达波拥有无可比拟的市场前景优势, 是目前在汽车前防碰撞预警方面, 除视觉传感器以外的第二大汽车传感器技术。

4.超声波雷达传感器

    超声波雷达具有成本低、运用灵活的特点, 它在短距离低速度运行上有自己独特的地方, 主要应用在倒车雷达和油感等方面。因为激光雷达装在车顶之上, 在车辆底部就形成一个无法测量的圆形区域。所以激光雷达存在盲区, 它主要用于远距离测量, 对于近距离测量的精度还不够, 而在泊车时的精度需要达到厘米级。因此, 要用善于近距离测量的超声波雷达来实现自动泊车。

5.声音传感器

    声音传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动, 导致电容变化, 从而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0~5 V的电压, 经过A/D转换被采集器接收, 并传送给计算机。它可以显示声音的振动图象, 但不能对噪声的强度进行测量。声音传感器在未来的无人驾驶中必不可少, 特别是部分载人商用车和轿车。其实声音传感一直是大家忽略的一种传感技术, 但在实际应用中, 不管是外部传感还是车内传感, 都离不开声音传感器技术。
    汽车驾驶环境是复杂多变的, 无人驾驶汽车模拟汽车在所有环境中的自动平稳运行, 需要对各种工况精确的感知, 这就势必需要融合各种环境传感技术, 实现多种传感器的融合, 以便能够给汽车“大脑系统”发出安全精准的指令。因此, 多传感器融合是无人驾驶汽车的必由之路。
 
作者：陈玉  来源：汽车与驾驶维修
 

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