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FPC之自動駕駛的車輛上有哪一些傳感器

2020-03-10 02:11

  自動駕駛是一項快速發(fā)展的技術,同時也是一個備受爭議的話題。在一個極端,人們相信自動駕駛汽車將通過增加道路安全,降低基礎設施成本以及增強兒童、老人和殘疾人的出行自理能力來確保美好的未來。在另一個極端,許多人害怕汽車黑客、致命車禍的風險,以及與駕駛相關工作崗位的流失。FPC小編了解到,皮尤研究中心的一項調查發(fā)現(xiàn),有54%的成年人擔心自動駕駛汽車的發(fā)展,只有40%的受訪者對汽車自動化的潛在發(fā)展感到樂觀。研究也表明,人們對自動駕駛汽車的看法和態(tài)度截然不同。

  毫無疑問,自動駕駛是一項復雜而有爭議的技術。要了解自動駕駛汽車的安全性,重要的是弄清楚它們是如何工作的,以及哪種類型的自動駕駛車輛傳感器可以幫助它們行駛,并識別道路上的物體以防止發(fā)生車禍。但是首先,讓我們來看一下自動駕駛汽車的不同級別。

自動駕駛的車輛上有哪一些傳感器

5個級別的駕駛自動化

  從駕駛員輔助到全自動,自動駕駛汽車有五個公認的等級。軟板廠發(fā)現(xiàn),它們是由汽車工程師學會(SAE)開發(fā)的,并根據(jù)人類對駕駛的參與程度而有所不同。實際上,在它們的分類中有6個級別,但是級別0意味著沒有自動化,完全由人類控制車輛。

L1:駕駛員輔助

  人類駕駛員負責所有的汽車操作任務,包括加速、轉向、制動和監(jiān)控周圍環(huán)境等。汽車中有一個駕駛輔助系統(tǒng),可以幫助轉向或加速,但這兩者不能同時進行,比如常見的定速巡航、自動泊車等。

L2:部分自動化

  在這個級別上,汽車可以同時輔助轉向和加速,而駕駛員仍然負責大多數(shù)安全關鍵功能和環(huán)境監(jiān)控。目前,2級自動駕駛汽車在道路上最為常見。

L3:有條件自動化

  從3級開始,汽車本身使用自動駕駛車輛傳感器監(jiān)視環(huán)境,并執(zhí)行其他動態(tài)駕駛任務,如制動。如果發(fā)生系統(tǒng)故障或其他意外情況,則必須準備好進行人工干預。

L4:高度自動化

  4級意味著高度自動化,即使在極端情況下,汽車也能夠在沒有駕駛員干預的情況下完成整個行程。但是,有一些限制:只有當系統(tǒng)檢測到交通狀況安全且沒有交通堵塞時,駕駛員才能將車輛切換到該模式。

L5:完全自動化

  目前完全自動化的汽車還不存在,但汽車制造商努力致力于實現(xiàn)5級自動駕駛,其中駕駛員只需指定目的地,車輛就會對所有駕駛模式負有全部責任。因此,5級汽車沒有方向盤或踏板這樣的人工控制裝置。

一切都與傳感器有關

  沒有物聯(lián)網(wǎng)傳感器,自動駕駛汽車就不可能實現(xiàn):它們使汽車看到和感知道路上的一切,并收集安全駕駛所需的信息。此外,對這些信息進行處理和分析,以構建從A點到B點的路徑,并向汽車控制裝置發(fā)送適當?shù)闹噶睿?a href="http://www.maknik.com/">汽車軟板小編舉個例子,例如轉向、加速和制動。(來自iothome.com)此外,物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集的信息,包括實際路徑、交通堵塞和道路上的障礙物,并可以在物聯(lián)網(wǎng)汽車之間進行共享。這被稱為車對車通信,有助于提高駕駛自動化。

  當今大多數(shù)汽車制造商通常使用以下三種類型的自動駕駛汽車傳感器:攝像頭、雷達和激光雷達。

▲攝像頭傳感器

它們是如何工作的?

  就像人類駕駛員的眼睛一樣,自動駕駛汽車使用攝像頭來觀察和解釋道路上的物體。通過在各個角度為汽車配備攝像頭,這些車輛可以保持360°的外部環(huán)境視野,并提供周圍交通狀況的更廣闊畫面。如今,可以使用3D攝像頭顯示非常詳細的逼真圖像。圖像傳感器自動檢測物體,對其進行分類,并確定與物體的距離。例如,攝像頭可以識別其他汽車、行人、騎自行車的人、交通標志和信號、道路標記、橋梁和護欄。

有待改進的領域

  遺憾的是,攝像頭傳感器并不完美。惡劣的天氣條件,如雨、霧或雪,使攝像頭無法清楚地看到道路上的東西,從而增加發(fā)生事故的幾率。此外,電路板廠還了解到,通常情況下,攝像頭圖像不足以讓計算機做出正確的決定,例如,在物體顏色與背景相似或對比度較低的情況下,驅動算法可能會失敗。

▲雷達傳感器

它們是如何工作的?

  雷達(無線電探測和測距)傳感器對自動駕駛的整體功能做出了至關重要的貢獻:它們發(fā)出無線電波以檢測物體并實時測量其距離和速度。短距離和遠距離雷達傳感器通常部署在汽車各處,并具有不同的功能。短距離(24 GHz)雷達應用可以實現(xiàn)盲點監(jiān)測、車道保持輔助和停車輔助,而遠距離(77 GHz)雷達傳感器的作用包括自動距離控制和制動輔助。與攝像頭不同的是,雷達系統(tǒng)在霧天或雨天識別物體時通常沒有問題。

有待改進的領域

  由于目前汽車雷達傳感器只能正確識別95%的行人,不足以確保安全性,因此行人識別算法還需要進一步改進。此外,廣泛使用的2D雷達只能水平掃描,因此無法確定物體的高度,這可能會在橋下行駛時引起問題。目前正在研發(fā)的3D雷達有望解決這一問題。

▲激光雷達傳感器

它們是如何工作的?

  激光雷達(光探測和測距)傳感器的工作原理類似于雷達系統(tǒng),唯一的區(qū)別是它們使用激光而不是無線電波。除了測量到道路上各種物體的距離之外,激光雷達還可以創(chuàng)建被探測物體的3D圖像并繪制其周圍環(huán)境的地圖。(來自物聯(lián)之家網(wǎng))此外,激光雷達可以配置為在車輛周圍創(chuàng)建完整的360度地圖,而不是依賴于狹窄的視野。這兩個優(yōu)勢使自動駕駛汽車制造商(例如Google、Uber和Toyota)選擇了激光雷達系統(tǒng)。

有待改進的領域

  由于生產(chǎn)激光雷達傳感器需要稀土金屬,所以它們比雷達傳感器貴得多。自動駕駛所需的系統(tǒng)成本可能遠遠超過10,000美元,而Google和Uber使用的頂級物聯(lián)網(wǎng)傳感器的成本高達80,000美元。另一個問題是,雪或霧可能會阻擋激光雷達傳感器,并對它們探測物體的能力產(chǎn)生負面影響。

自動駕駛汽車的未來

  自動駕駛汽車傳感器在自動駕駛中起著至關重要的作用:它們使汽車能夠監(jiān)控周圍環(huán)境,探測障礙物并規(guī)劃道路。結合汽車軟件和計算機,它們將使系統(tǒng)能夠完全控制車輛,從而為人們節(jié)省了大量時間來執(zhí)行更高效的任務。柔性電路板廠想說,考慮到普通駕駛員每天在汽車上大約花費50分鐘的事實,可以想象一下,自動駕駛汽車對于我們所生活的快節(jié)奏世界而言,是多么的寶貴。

  盡管自動駕駛技術正在迅速發(fā)展,但尚無商用車輛通過自動駕駛所需的4級標準。為了確保道路安全,制造商仍然需要認真對待巨大的技術改進領域。

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