无人驾驶汽车电子传感技术



无人驾驶汽车电子传感技术

无人驾驶汽车在环境感知、路径规划、控制等子系统方面是相当复杂的，包括障碍物检测、目标追踪、道路检测、车道规划、位置检测、导航、运动规划等。相比其它无人驾驶机器，无人驾驶汽车的复杂性主要体现在周围物体的高速移动、复杂多变的环境（如前、后、两边的行人和车辆等）、车辆位置的感知、车辆行为（泊车、停车、行车）和行车方向，因此需要进行目标检测、距离和相对速度估算。

作为无人驾驶汽车环境感知的主要传感设备有激光雷达、摄像机、雷达、超声波传感器、接触传感器等，激光雷达、雷达、超声波传感器都是有源传感器。激光雷达的主要参数是探测距离，其会受目标反射率、天气条件的影响。激光雷达按扫描距离可分为远程和近程，按扫描空间可分为2D和3D激光雷达。2D激光雷达绕垂直轴旋转，扫描水平面，呈扇形状，典型的扫描角度为80°或270°；3D激光雷达的扇形扫描视角在垂直面内，扇形扫描可绕垂直轴旋转一定角度（270°或360°）。摄像机可提供空间区域的数字图像，图像有黑白和彩色之分，分辨率在640×480～1328× 1048范围内。用于无人驾驶汽车的摄像机面临两个挑战：对低强度光的敏感度；对极亮和极暗区域的捕获能力。雷达发射固定频段的电磁波，其很少受天气影响，能够探测近距离（几米之内）的障碍物，可探测到目标的相对速度，这一优点可用于无人驾驶汽车的决策和自适应巡航（ACC）。上述技术各有优缺点，理想的解决方案是配合使用，优势互补。

传感器集成化、传感器数量减少将是无人驾驶汽车的发展趋势，这些传感器用于量产车不仅取决于传感技术的发展，也取决于相关领域的研究。

Constantin Ilas et al. 2013 8th International Symposium on Advanced Topics in Electrical Engineering, Bucharest, Romania, May 23-25, 2013.

编译：张为荣