探究传感器技术在无人驾驶汽车中的应用

夏草盛

（鹤壁职业技术学院，河南 鹤壁 458030）

0 引言

无人驾驶这一项具有前瞻性的科技，自出现以来一直引发了人们的广泛关注。人们对于无人驾驶具有一定的期待，而无人驾驶汽车的发展又和传感器具有密切的关联。无人驾驶汽车的快速发展标志着汽车行业新领域的发展，无人驾驶汽车的运行则依赖于传感器的开发和运行。这就需要注重传感器与汽车的整体联系。随着材料、科学、微电子以及纳米技术等多个行业在社会的发展，无人驾驶技术已经成为了现代社会研发的重点。现在汽车行业的发展和传感器有着密切的关联，传感器作为一种电子控制系统，它可以对于汽车运行过程中的信息进行及时的控制与检测，有助于促使汽车运行的平稳性和安全性。现阶段无人驾驶的发展对于汽车行业也迎来了新的发展契机，无人驾驶的发展就需要研发出更多的新材料、新工艺的传感器。实现传感器的多功能、智能化的发展，来确保传感技术的和其他学科的交叉实现无人驾驶汽车的平稳运行[1]。

1 无人驾驶汽车技术的概述

作为智能汽车中的一种无人驾驶汽车也是一种移动性的机器人，在无人操作的情况下，对于汽车车辆进行及时的操作，可以提高汽车驾驶的安全和汽车驾驶的效率。无人驾驶的汽车可以针对具体的环境信息和车辆信息进行及时的采集，作为一项庞大的复杂性的工程，无人驾驶技术包含了各种软硬件技术，以及对于自动驾驶进行了及时的测量，在无人驾驶研发过程中经历了一个漫长的过程，无人驾驶汽车运行的稳定性就离不开传感技术的运用。对于不同的汽车来说，传感技术是现代汽车行业发展的重要一个部分。不同车型的汽车所使用的传感器有所不同，所使用传感器的方案则是由汽车驾驶工程师来进行决定的。对于无人驾驶汽车来说传感器的使用也是非常重要的，离不开传感技术的发展，只有通过感知传感技术的运用，才可以解决汽车高速驾驶中对于周围的环境的及时的监测，加强对于周围环境的预测，保证传感技术可以安全的运用在无人驾驶汽车之中。

2 传感技术在无人驾驶汽车中的应用

2.1 环境感知技术的应用

汽车自动驾驶的过程中，车辆的环境是最重要的一个部分，尤其是无人驾驶，就需要对道路环境进行监测，怎样通过视觉和其他方法来获取对于车辆周围环境自身状态的控制，是非常重要的，也关系到汽车是否能够进行无人驾驶。

首先传感器先要具备对于环境的感知，通过自身的驾驶运行，可靠的对于周围的环境进行预测，来保证汽车在行驶过程中的规范性、安全性[2]。行驶过程中通过对于环境的感知和监测可以对于道路周边和行驶安全中存在安全隐患的问题进行及时的预测，避免发生安全交通事故，提高车辆使用的高效性和稳定性。汽车行驶过程中，首先环境感知技术需要运用的就是对于道路边缘、行车线、道路阻隔物和恶劣的道路状况进行及时的预测，确保车辆在前方运行的过程中可以对路面和行驶路径进行识别。同时环境的监测可以对于车辆行人以及车辆的通过性进行及时的识别，可以对于道路两边的交通标志等进行识别。在无人驾驶的状态下，为了保证对于周围环境的及时了解，需要传感器对于周围行驶状态和路面状况进行及时的监测[3]。

环境感知技术运用过程中可以使用视觉传感，通过三维图像对于周围环境进行及时的预测，采用激光雷达对车辆周边的环境距离进行及时的分析，设置物体三维距离的信息，提高测量的准确度。但是使用激光传感器体积较大，价格昂贵不便于车载集成的形成。其次可以使用微波雷达，对于周围的环境进行据理性的分析，可以较高精确的对于物体的信息进行监测，但是对于光照环境变化不敏感。还可以利用通讯传感器，在无线和网络的环境下，远程通讯的了解周围汽车的环境技术，通讯传感器技术可以对于汽车进行周围环境的预测，宏观上的对于行驶信息进行共享。通讯传感器技术对环境的干扰是不明显的，但是也存在一定的问题，就是自主导航控制信息不够直接，实用性不够强，存在对于周围环境无法预测的情况。

因此对于环境技术使用过程中，为了解决无人驾驶技术中周边环境无法预测等多个难题，需要进行融合性传感技术的使用。例如在夜间行驶的过程中，就需要使用红外线的传感器，停车倒车的时候使用超声波等机器。除了日常之外其他的传感器也需要综合性的使用传感器，才能确保智能汽车的平稳运行，融合性的传感器可以对于周围的环境进行及时的监测和预测，可以主动的适应周围环境，可以加速汽车的导航。虽然其过程对于感知系统过于复杂，实用性较差，但是可以在一定程度上辅助汽车进行行驶[4]。

2.2 车载传感器技术的应用

2.2.1 图像传感器

所谓的图像传感器主要是针对光学元件和成像装置，对于外部环境进行及时的测量，摄像头图像对于周围的环境进行处理，通过对于环境周边的情况进行视觉性的分析，来加强对于视觉传感器性能的掌握。用于防止碰撞等预警现象，在车道预警过程中具有其独特之处，这也是目前其他技术传感器不能实现的。需要加强对于图像传感器的运用和技术的研发，可以及时的对于周边环境进行相应的感知。

2.2.2 激光雷达传感器

激光雷达传感器作为无人驾驶传感器中使用最为强大的一个传感器之一，它可以对于路边的行人和人物海报进行及时的区分。精确的测量，可以通过三维立体空间的模型，以发射激光光束的方式来对于周围的位置、速度和周围的环境进行及时的雷达预测。所预测的效率具有精准度，又具有方向感，在军事和民用中所应用的较为广泛。激光雷达传感器的精密程度较高，它可以自动化的形成3D的环境图形，在无人驾驶系统使用时具有重要的作用。使用机光雷达，短期可以及时的对于汽车运行过程中的周围环境进行预测，有效的促进汽车无人驾驶过程中的安全性[5]。

2.2.3 毫米波雷达传感器

毫米传感器可以分辨很小的目标和实现多个目标，它具有成像强的特点。由于其自身的体积较小，机动性和隐秘性较好，可以及时对周围环境进行预测，同时也可以增强其环境的适用性。无人驾驶汽车运营过程中，对于这种精确性较高的设备中配备现有的AI技术，可以促使毫米波雷达传感器，拥有更广阔的发展前景，发挥其独特的优势。除了视觉传感器之外，这也是现阶段汽车为了防止碰撞而使用的必要的传感器，有助于提升汽车行驶过程中的安全性。

2.2.4 超声波雷达传感器

超声波雷达传感器自身具有成本低，运用灵活的特点，它可以短距离的对于行驶速度进行预测。如果激光雷达在车顶上，可以对于车顶前方的周围环境进行一定的预测，那么对于汽车底部的环境就没有办法进行的预测。汽车底部也是形成了一定的区域的激光雷达，存在一定的盲区，没有办法进行近距离的测量。它只能进行远距离的测量，而这时候使用超声波雷达传感器，就可以对于汽车底部进行近距离的测量，尤其是对于路上、路面出现的小动物等，都可以通过超声波雷达进行及时的预防，减少车辆行驶过程中盲区的存在。可以通过近距离的测量，来实现对车辆的自动停靠，所以对于车辆周围进行及时的监测。

2.2.5 声音传感器

声音传感器是汽车驾驶行驶过程中不可缺少的一个部分，声音传感器中设置了一个话筒，其薄膜震动就会使电容产生变化，微小的电容在不断转换为电压，通过采集器来传递给计算机系统。可以通过振动的图像对于噪音强度进行及时的测量，它是未来无人驾驶汽车使用过程中必不可少的一个环节，尤其是对于商用车和轿车来说，声音传感技术通常情况下是被人们忽视的一种技术，但是声音传感技术的使用，无论是对于外部还是内部环境，都可以对进行及时的监测。

2.3 驾驶辅助系统技术

无人汽车使用过程中，最主要的一个传感技术就是驾驶辅助系统技术，可以确保驾驶者对于周围的环境动态进行及时的辨别、侦测和追踪。可以让驾驶者及时的对于周围存在的危险问题，进行及时的警示和预示，或者在必要的时候通过一系列的汽车操作来确保汽车的安全技术的运行。它的使用是较为广泛的，是系统汽车安全技术和电子技术的相互融合，可以对于周围环境进行及时的预测，对于汽车内和汽车外的光热压力都进行检测，为驾驶者和环境状态进行及时的监察[6]。

3 发展趋势与方向

随着新技能的不断发展，现阶段的汽车已经不再纠结于马力的问题，而是聚焦于传感器使用方面。无人驾驶技术研发以来，对于传感器的应用技术的研究是需要不断的深入，诸如在雷达距离测量和通讯延迟以及成像等问题上，都需要进行不断的研发。在未来几年传感技术将会取得不断很多新的进步，尤其是对于力学传感器、影像成像传感器、数字识别速度传感器以及安全防卫传感器等多方面的传感器都需要进行及时的测量。尽管现阶段来说自动驾驶技术的操作还面临着一定的挑战，使人们很难相信自动驾驶技术会超过人工驾驶技术。但是随着科学技术的不断发展以及传感器技术的不断研发，对于汽车行业来说，自动驾驶技术的研发中也包含了互联网技术的使用，是一个集自动控制体系，以及视觉计算机等多种技术于一体的智能性控制技术，无人驾驶技术的发展也是衡量一个国家综合实力的重要指标和水准，相信在未来具有广阔的发展前景[7]。

4 结论

综上所述，汽车驾驶的环境是复杂多样的，汽车随着传感技术的不断研发，也在不断的进步。无人驾驶汽车模拟就是可以促使无人驾驶汽车在平稳环境下运行，可以结合多种传感器的融合促使汽车形成了大脑系统，可以精确的对于周围的环境进行预测，代替人发出安全性的指令。随着时代的发展车用传感器技术，需要针对汽车运行过程中的路况进行及时的感知，融合环境传感器等多个传感器可以给汽车进行准确指令的测试，通过对于多传感器的融合来促使无人驾驶汽车的平稳运行，必然会在汽车行业广泛运用。