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汽车为什么有这么多传感器,作用都是干嘛的?
传感器,毫米波,激光汽车为什么有这么多传感器,作用都是干嘛的?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
车用传感器是汽车计算机系统的输入装置,它把汽车运行中各种工况信息,如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等,转化成电信号输给计算机,以便发动机处于最佳工作状态。车用传感器很多,判断传感器出现的故障时,不应只考虑传感器本身,而应考虑出现故障的整个电路。因此,在查找故障时,除了检查传感器之外,还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。
回答于 2019-09-11 08:43:50
所谓的自动驾驶,实际就是一个模仿人类驾驶的行为。
人开车,遇到任何一种状况,都需要先感知,再思考,最后行动的这么一个过程。
而自动驾驶的感知就是来自于各种探测设备,那么为什么现在自动驾驶需要高清摄像头、红外摄像头,毫米波雷达,激光雷达,超声波雷达、声音传感器,GPS等定位装置来感知。
不是不想节省,而是节省不了。
实际上,车企比我们任何消费者都想节省成本,因为成本越低他们赚得越多啊,没有人和钱过不去。但是因为汽车作为我们消费者最常用的交通载具,安全绝对是放在第一位的,其中也包括成本。
早期的ADAS基本方案就是一个车头毫米波雷达+一个驾驶位挡风玻璃下的摄像头+车尾超声波来答的配置,因为三个零部件成本不高,技术成熟,而且可以实现L2级别的大多数功能,如自适应巡航,AEB,LKA,行人保护,交通标志识别,倒车辅助等。
而现在为了达到更好的智能辅助驾驶,是不能模拟人的狭小视角为基础的。感知的范围需要覆盖远中近距离,车辆周围的全部立体空间。其中即便只用一种感知设备,比如特斯拉推崇的全摄像头自动驾驶模式,也必须要多个摄像头来探知不同角度的周围环境,包括能看到地面和天空,务必做到在任何驾驶中,都能杜绝盲区的出现。
因为每一种感知设备,探测距离有长中短,也有不同的FOV(视角)的,HFOV(水平视角),VFOV(垂直视角)。
为了让车辆拥有360°无死角的盲区,必须要覆盖所有的方位和视角。
但实际上,现在主流的自动驾驶方案中,上述的每一种车辆感知的设备都有着其存在的必要,只有多个传感设备融合,在范围、精度、FOV、采样率、成本和一般系统复杂性之间做好平衡,才能打造出一个安全的智能自动驾驶所需要的感知。
毫米波雷达
毫米波雷达的工作原理就是通过发射无线电信号(毫米波段),再将反射的零散信号收回,来探测感知周围物体,通过算法(阈值去掉噪声值留下信号能量峰值)得到反射点的信息,再得到汽车和其他物体之间的相对距离、相对速度、角度、运动方向等。
由于毫米波雷达的穿透性较好,可以轻松穿透塑料,所以常安装在汽车的前保险杠处,塑料板的里面。
毫米波的最大优点就是无视天气,穿透雾气、烟尘的能力强,受到环境因素影响较小,可以保障在日常情况下的使用。
毫米波雷达早期为24GHZ,探测距离短,精度低,探测距离大概50米到100米,精度大概是40-70CM的分辨率。而最近两年推出的77GHZ的探测距离远,能达到200米以上,精度相对较高,大概是10-40CM分辨率。但因为成本较高,还是主要用在高端车型上,如果要达到更好的辅助驾驶级别,一般至少一个77GHZ毫米波雷达(车头)搭配多个24GHZ毫米波雷达(车侧)来使用。
毫米波雷达虽然成本较激光雷达低,工艺也成熟,元器件也小,但是它也有着致命的缺点,那就是分辨率低,无法清晰辨别较小的物体,且对金属极为敏感。
假设40CM一个反射点,即便是77GHZ的毫米波雷达动态扫描到车前方的人体正面,很有可能也就得到十几个点,如果行人对于毫米波雷达还是侧面的运动体态,那可能接受过来的信号就几个点,关键这几个点旁边还有干扰物,比如行人从一棵树旁边经过,行人拖着个大箱子,要从这一堆稀疏的点上分析出这是个人还是个其他什么玩意,要是人的肉眼,肯定是看不出来的。
如果要更清楚辨别较小物体,雷达的探测阈值需要设低,但毫米波雷达又对金属敏感度太高,调低阈值噪点增多,这样的结果就是会有越来越多“鬼影”的出现,会出现众多的虚报物体。你可以理解为一个超级近视的人取下了眼镜,想要分辨一个远处的闪闪发光的小物体,他越努力看,就越会看到四周到处都是晃动的影子和物体,哪怕前面啥东西都没有,他都不一定敢往前走。
所以毫米波雷达分辨大型物体(前方车辆),抗天气干扰能力一流,但你指望这个精度几十厘米级的雷达能够准确分清楚高速行驶车辆的前面是个啥玩意,肯定是不行的。因为它的一惊一乍,一路上动不动给你虚报,那么车都不用开了,就不停急刹着玩就好了。
所以,现在AEB里面,越来越多的企业把毫米波雷达的权重给调低了,要判断前方有没有障碍物,是个什么障碍物,还是得高清摄像头点头才行。
当然如果高清摄像头认为前方拖着个大树走的卡车或者没拖货的一个超低平板卡车,都不属于车辆,不管毫米波雷达的内部示警,车速完全不减地撞上去,也真的纯属正常。
高清摄像头
汽车摄像头是最接近人类视觉的车辆感知外界的手段了。
车载摄像头一般都拥有较广的垂直视场角,较高的分辨率,还能提供颜色和图形的信息。这就可以达到驾驶辅助中的行人、自行车、机动车等的识别。也可以分辨出路标,如路上的地面标线,路侧的限速标识。
如果采用的车载立体摄像头(如双目摄像头),还能计算出汽车和其他物体的相对距离,相对角度。(所以说马斯克说可以自动驾驶不用毫米波雷达,可以全部用摄像头来代替。)
但如果要盲点检测,全景泊车、泊车辅助,就需要在车身上布置多个摄像头,达到车周的覆盖空间无死角。
车载摄像头一般都是由CMOS镜头,芯片,内存,外壳组成。原理就是将拍摄到的图像转为二维数据,进行图像匹配识别,分辨出拍到的物体是行人、汽车、自行车、电动车、交通标识等。
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