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自动驾驶汽车传感器神秘面纱

责任编辑:[didiche] 有 409 人浏览 日期:2018-07-30   来源:互联网   进入发布者【mj001商铺 放大字体  缩小字体

文章摘要:当前,自动驾驶发展驶入快车道,各大车企、零部件供应商、互联网公司都在纷纷布局。但随着自动驾驶迈出的步伐越大,所面临的安全

当前,自动驾驶发展驶入快车道,各大车企、零部件供应商、互联网公司都在纷纷布局。但随着自动驾驶迈出的步伐越大,所面临的安全性挑战也越大,尤其是近期不断发生的自动驾驶车辆事故将安全性问题再次推向风口浪尖。安全是自动驾驶最核心的问题,其中,作为自动驾驶车辆的“眼睛”——传感器尤为重要。
全新奥迪A8的传感器布局
 
自动驾驶车辆想要在路上安全行驶,首要的是能够准确感知周围环境,如车辆、行人、交通标识等,需要搭载多种传感器,包括摄像头、毫米波雷达、LiDAR(激光雷达)等。

不同传感器的原理和功能各不相同,能在不同场景中发挥各自优势,目前难以相互替代。

不同传感器的功能比较
摄像头:应用场景非常丰富

摄像头为汽车加上“眼睛”,可以采集车辆周围图像信息,然后经过计算机的算法分析,实现众多预警类、识别类的功能,如疲劳驾驶预警、行人警示、车道保持、交通标志识别、交通信号灯识别等,目前在汽车高级辅助驾驶(ADAS)市场已被规模使用。汽车摄像头可分为单目、双目及多目,安装位置有前视、后视、侧视、环视,针对不同的应用场景,可组合应用。

相对于其它传感器,摄像头的应用领域广泛,技术十分成熟,价格相对低廉。面向未来的自动驾驶,摄像头也是不可或缺的存在,博世、大陆等零部件供应商都在积极研发新一代摄像头技术,使其感知能力更稳、准、快。

毫米波雷达:国产化加速进程

毫米波雷达是利用波长1~10mm,频率30GHz~300GHz之间的电磁波,通过测量回波的时间差算出距离,具备全天时全天候以及探测距离远的优势。目前市场上主流的车载毫米波雷达频段为24GHz(用于短中距离雷达,15~30m)和77GHz(用于长距离雷达,100~200m)。相比于24GHz产品,77GHz产品在性能和体积上都更具优势,其距离分辨率更高,体积也小了1/3。


近些年,随着毫米波雷达技术水平的提升和成本的下降,也开始应用于ADAS,并成为自动驾驶所需的传感器。同时,作为市场前景相对明朗的新兴产品领域,毫米波雷达在国内方兴未艾,据不完全统计,超过100多家公司或团队在做汽车毫米波雷达方面的研发,整个行业蓬勃发展,国内企业如华域、加特兰微电子等已经相继突破了毫米波雷达产品的研发。



激光雷达:自动驾驶最核心传感器

车载激光雷达又称车载三维激光扫描仪,采用光飞行时间法(TOF),通过发射和接收返回的激光束,分析激光遇到目标后的折返时间,计算出目标与车的距离。通过这种方法,搜集目标表面大量的密集点的三维坐标、反射率等信息,能快速复建出目标的三维模型及各种图件数据,建立三维点云图,绘制出环境地图,以达到环境感知的目的。目前市场上比较常见的有8线、16线和32线激光雷达,还有少量64线产品。激光雷达线束越多,测量精度越高,安全性也越高,但是成本也越高。

激光雷达是自动驾驶不可或缺的核心技术,各个车企也都看好激光雷达在无人驾驶汽车的应用前景。但其仍面临着成本高、量产难的问题。目前,法雷奥SCALA激光扫描仪是市场上首款也是唯一一款量产的车规级激光雷达。此外,激光雷达的龙头企业还有Waymo、Velodyne等,虽然其产品仍大多应用在自动驾驶测试车辆上,但更多供应商的加入势必会推动激光雷达解决方案的落地,以及成本的降低。


未来,随着自动驾驶层级的不断上升,车辆搭载的传感器类别和数量势必会越来越多。那么,传感器的发展趋势又将何去何从呢?

自动驾驶中传感器应用变化趋势

洞察:多传感器融合成为未来方向

观察主要车企的自动驾驶平台,不难发现,随着自动驾驶层级的增加,传感器应用越来越多,系统越来越复杂,多传感器融合的趋势将驱动高效的集成化架构。同时,不同传感器技术会在博弈平衡中齐头并进,但并不排除单种传感器将主导市场。

  主要车企的自动驾驶平台
 
无论是以摄像头为主的计算机视觉方案,还是激光雷达,目前尚未拥有独当一面的能力,且信息冗余更有利于安全,因而多传感器融合成为自动驾驶产业共识。在此基础上,自动驾驶所需的传感器部件将进一步向轻量化(包括产品重量及传感器数量)、低成本方向发展。
关键词: 汽车传感器
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