自動駕駛傳感器有哪些區(qū)別?
作者: 嶺緯科技發(fā)表時間:2021-03-12 09:30:00
自動駕駛汽車通過傳感器來感知環(huán)境,傳感器就如同汽車的眼睛。通過自動駕駛傳感器的環(huán)境感知來采集周圍環(huán)境的基本信息,也是自動駕駛的基礎。而自動駕駛傳感器又分為好多種,比如攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達和激光雷達等。
攝像頭:
可采集圖像信息,與人類視覺最為接近,因此被用來充當自動駕駛傳感器使用于自動駕駛中。通過采集的圖像,經(jīng)過計算機的算法分析,能夠識別豐富的環(huán)境信息,如行人、自行車、機動車、道路軌跡線、路牙、路牌、信號燈等,通過算法加持還可以實現(xiàn)車距測量、道路循跡,從而實現(xiàn)前車碰撞預警(FCW)和車道偏離預警(LDW)。
相比于其他自動駕駛傳感器,攝像頭已實現(xiàn)在高等級輔助駕駛中的規(guī)模應用。攝像頭技術(shù)成熟且價格相對低廉,率先得到廣泛應用。汽車通過加裝攝像頭采集車輛周圍圖像信息,然后經(jīng)過計算機的算法分析,實現(xiàn)物體識別、預警的功能。
盡管攝像頭已經(jīng)得到廣泛應用,但其缺點限制了其在高等級自動駕駛領域的應用,主要體現(xiàn)三維立體空間感不強;受環(huán)境影響大,在逆光或光影復雜情況下以及惡劣天氣情況(黑夜、雨雪、大霧等)能見度低的情況,識別率大幅降低,難以實現(xiàn)全天候的工作。
毫米波雷達:
相比于攝像頭,毫米波雷達對于環(huán)境的適應性更強。此外,其作為自動駕駛傳感器還具有高分辨率、指向性好、抗干擾以及探測性能好等優(yōu)點。由于毫米波對于大氣的衰減小,對于煙霧灰塵等具有較好的穿透性,因此受到天氣的影響小。
盡管毫米波雷達具有更好的環(huán)境適應性,但其固有的特征限制了其在高等級自動駕駛領域的應用,主要體現(xiàn)為毫米波雷達元器件成本高,加工精度相對要求高;探測角度小;雨、霧和濕雪等高潮濕環(huán)境的衰減、樹叢穿透能力差;對于行人等非金屬物體反射波較弱,難以進行識別。
激光雷達:
高等級自動駕駛的關(guān)鍵技術(shù)—激光雷達是一種向被測目標發(fā)射探測信號,然后測量反射或散射信號的到達時間、強弱程度等參數(shù),以確定目標的距離、方位、運動狀態(tài)及表面光學特征的雷達系統(tǒng)。作為新秀的自動駕駛傳感器,激光雷達的優(yōu)點包括:1)具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率;2)抗干擾能力強;3)獲取的信息量豐富,可直接獲取目標的距離、角度、反射強度、速度等信息,生成目標的 多維度圖像;4)可全天時工作。
相比于毫米波雷達,激光雷達可實現(xiàn)對人體的探測,相比于攝像頭,激光雷達的探測距離更遠。通過對周圍環(huán)境掃描,獲得周圍空間的點云數(shù)據(jù),實時繪制出車輛周邊的三維空間地圖,為下一步的車輛操控建立決策依據(jù)。
激光雷達技術(shù)的成熟度還不夠(不僅僅是MEMS激光雷達,機械式激光雷達也有同樣的問題),無法滿足車規(guī)級要求。另一方面,因為激光雷達的供應鏈也不成熟,導致元器件價格偏高,激光雷達成本難以下降,與OEM廠商對激光雷達價格要求還存在差距。
激光雷達主要有兩類:機械式激光雷達和固態(tài)激光雷達
機械式激光雷達
機械式激光雷達可以通過機械旋轉(zhuǎn)部件直接驅(qū)動激光線束實現(xiàn)對周圍環(huán)境的感知,其優(yōu)點是測量精度更大,擁有一個360°視場,且運動的激光源可以比固態(tài)激光源發(fā)射更高的功率,即探測距離更遠。但機械式激光雷達由于機構(gòu)復雜、體積大等原因適配性不高,且由于制作成本高很難達到量產(chǎn)。
固態(tài)激光雷達
固態(tài)激光雷達主要通過依靠電子部件來控制激光發(fā)射角度,不需要機械旋轉(zhuǎn)部件,所以結(jié)構(gòu)簡單,成本更低。但其缺點在于掃描角度有限,且由于固態(tài)激光雷達接收的是一整個面的信號,所以會引入較多的環(huán)境光噪聲,測量精度也比機械式激光雷達低一些。
其實目前的乘用車市場中,大多數(shù)車企為了成本考慮仍然采用“毫米波雷達+攝像頭”的融合方案,即我們熟知的L2級輔助駕駛,毫米波雷達采集距離以及速度信息,攝像頭采集道路圖像信息,各自把各自的信息傳遞到芯片,由芯片做出策覺,這就是融合方案。
與“毫米波雷達+攝像頭”的融合方案相比,激光雷達最大的優(yōu)勢其實是擁有對周圍環(huán)境3D精準建模的能力。激光雷達能夠?qū)崿F(xiàn)對目標的高精度識別、對動態(tài)障礙的檢測跟蹤,讓自動駕駛汽車對眼前事物的識別更為清晰易懂,對周圍環(huán)境的高精度感知能力會有躍進式的提升,這對于自動駕駛能力的提升必然也是躍進式的。
目前小鵬、沃爾沃、本田、長安、極狐、蔚來、寶馬等車企已經(jīng)明確對外公布將在未來量產(chǎn)車型上搭載激光雷達。