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杏彩体育官网自动驾驶中常用传感器硬件归纳

发布时间:2024-04-14 12:38:23 来源:杏彩体育官网app 作者:杏彩体育平台app

  自动驾驶行业的上下游基本是下图这样的,其中OEM表示传统的车企厂商,比如大众,上汽,比亚迪等  几乎每个车上都会配置摄像头,比如八目,十二目等,有的是考虑方位而设计的,比如左前,右前,有的是基于拍

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  自动驾驶行业的上下游基本是下图这样的,其中OEM表示传统的车企厂商,比如大众,上汽,比亚迪等

  几乎每个车上都会配置摄像头,比如八目,十二目等,有的是考虑方位而设计的,比如左前,右前,有的是基于拍照距离远近而安装的,所以才会有这么多摄像头,如特斯拉Autopilot2.0硬件系统就包含8个摄像头

  摄像头是将光学组件获得的光信号,投射到图像传感器上,完成由光信号到电信号的转换,然后再转换为数字图像信号,最后进行信号的算法处理。基于图像数据从而实现感知车辆周边路况的功能,实现如车辆、行人、车道线、交通标识物的检测、距离估计等模块

  对车道线(路沿)、红绿灯、动静态障碍物能够实现精准的识别,成本低,但测距稳定性差,容易受天气影响

  激光雷达通过发射和接收激光束,获取空间的位置点信息(即点云),并根据这些信息进行三维建模,除了获取位置信息外,激光信号的反射率还可以区分目标物质的不同材质,激光雷达的线束越多,其测量精度越高。由于激光的频率高,波长短,可以获得极高的角度、距离和速度分辨率,这就意味着可以利用多普勒成像技术,构建出清晰的3D图像。

  激光雷达的测距有两种,一种是基于时间的测量方法,也叫飞行时间法(TOF):脉冲法和三角法;另一种是不基于时间的测距法:相位式测量方法。

  混合式激光雷达(大多数用的是这个,以动态调整扫描方式,来聚焦特殊物体,采集更远更小物体的细节信息并对其进行识别)

  环境感知(通过点云进行障碍物检测,车道线检测等) ,标定(统一数据集) ,里程器与定位 (利用传感器数据来估计载体车辆姿态随时间的变化改变关系)

  毫米波是一种波长介于30~300GHz频域(波长为1~10mm)的电磁波,比激光雷达的波长要小100-1000倍左右,毫米波能够穿透雾、烟、灰尘的能力强,传输距离远,具有全天候全天时的特点;性能稳定,不受目标物体形状、颜色的干扰,能够很好的弥补如红外、激光、、摄像头等其他传感器在车载应用中不具备的使用场景

  毫米波雷达可实现ACC(自适应巡航控制系统)、AEB(自动刹车辅助系统)、FCW(前方碰撞预警系统)、TJA等前向ADAS功能,也可实现BSD(盲点监测系统)、LCA(变道辅助系统)、RCTA、DOW、RCW等后向ADAS功能。

  毫米波能够穿透雨雾尘(但是雨滴较大的时候除外)而不会发生能量衰减,因为它是一种波嘛,碰到障碍物肯定会优衰减,激光雷达对雾气、灰尘、雨滴都有影响,雾气和灰尘的粒子更多,影响更大

  主要由3个轴加速计和3个角速度计(陀螺仪)组成,IMU提供的是一个相对的定位信息,其作用是测量相对于起点物体所运动的路线,所以不能提供所在的具体位置信息

  加速度计的计算原理主要依赖牛顿运动定律来解决,角速度计主要原理是利用角动量守恒原理以及Corolis force(科里奥效应)测量运动物体的角速率,设计结构上是上下电容板之间的距离就会变化,上下电容也因此变化

  第一是更新频率高,工作频率可以达到100Hz以上,第二是短时间内的推算精度高,不会有太大的误差

  GPS可以为车辆提供精度为米级的绝对定位,差分GPS或者RTK GPS可以为车辆提供厘米级的绝对定位,但并非所有路段所有时间都能够得到良好的GPS信号。所以一般需要RTK GPS的输出与IMU、车身传感器(轮速计、方向盘转角传感器等)进行融合。

  RTK(Real - time kinematic,实时动态)载波相位差分技术,其原理是将位于基准站上的GPS接收机观测的卫星数据,通过数据通信链(无线电台)实时发送出去,而位于附近的移动站GPS接收机在对卫星观测的同时,也接收来自基准站的电台信号,通过对所收到的信号进行实时处理,给出移动站的三维坐标,并估计其精度。利用RTK测量时,至少配备两台GPS接收机。


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