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淺析自動(dòng)駕駛下的傳感器技術(shù)支持

2021年11月15日 17:59$artinfo.Reprint點(diǎn)擊量：373

　　目前傳感器作為現(xiàn)代的汽車(chē)設(shè)計(jì)必不可少的一部分，來(lái)滿(mǎn)足各種各樣的需求。它們對(duì)于幫助汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)出滿(mǎn)足更加安全，能耗更低以及更加舒適的車(chē)型起到了很大的作用。未來(lái)，傳感器還能夠幫助車(chē)輛提升其自動(dòng)化程度，從而惠及整個(gè)產(chǎn)業(yè)。
 
　　智能觀測(cè)
 
　　除了*可控性和數(shù)據(jù)處理能力之外，智能觀測(cè)性也是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自動(dòng)駕駛的先決條件之一。為實(shí)現(xiàn)*的可觀測(cè)性，汽車(chē)需要處理各種參數(shù)數(shù)據(jù)，包括速度、電流、壓力、溫度、定位、接近檢測(cè)、手勢(shì)識(shí)別等等。
 
　　近年來(lái)，接近檢測(cè)和手勢(shì)識(shí)別技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，同時(shí)超聲波傳感器和飛行時(shí)間 (ToF)開(kāi)始應(yīng)用在汽車(chē)中。
 
　　距離檢測(cè)
 
　　隨著車(chē)輛自動(dòng)化程度的提高，我們不僅依靠新技術(shù)所帶來(lái)的前所未有的革新，而且需要見(jiàn)證更多成熟的汽車(chē)技術(shù)被應(yīng)用到新的自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中去。
 
　　比如說(shuō)目前倒車(chē)?yán)走_(dá)作為超聲波傳感器的典型應(yīng)用，還只是安裝于保險(xiǎn)桿的輔助駕駛系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的局限性在于駕駛速度不能超過(guò)10公里/小時(shí)，并且在近距離檢測(cè)中不能做到100%的距離精確測(cè)量。
 
　　此外，在自動(dòng)駕駛的車(chē)輛中，超聲波傳感器能夠與射頻雷達(dá)、攝像頭和其他傳感器技術(shù)結(jié)合，提供更加完善的距離測(cè)量功能。
 
　　手勢(shì)識(shí)別
 
　　超聲波傳感器技術(shù)用于觀測(cè)外界，而 ToF 攝像頭則專(zhuān)注于汽車(chē)內(nèi)部，其過(guò)渡到無(wú)人駕駛將是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，因此在某些特定情況下，駕駛員需要從無(wú)人駕駛模式切換回手動(dòng)模式，這一點(diǎn)非常重要。
 
　　目前，借助高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng) (ADAS) 機(jī)制，汽車(chē)僅能部分地實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛，駕駛員隨時(shí)可能需要進(jìn)行人為干預(yù)。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)，汽車(chē)行業(yè)將進(jìn)一步提高自動(dòng)化水平，但即便如此，駕駛員在特定環(huán)境下(例如，汽車(chē)在市中心行駛時(shí))仍需要進(jìn)行手動(dòng)控制。要改變這種狀況，還需要相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。在實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛之前，汽車(chē)需要為駕駛員提供警示。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)控駕駛員的位置和活動(dòng)至關(guān)重要。
 
　　盡管 ToF 技術(shù)目前仍處于起步階段，但它已經(jīng)開(kāi)始在汽車(chē)中得到應(yīng)用，例如當(dāng)駕駛員精力不集中時(shí)，該技術(shù)可提醒駕駛員注意，并使車(chē)輛駛向路邊。此外，它還可以基于手勢(shì)識(shí)別實(shí)現(xiàn)各種不同的功能，例如，通過(guò)手部滑動(dòng)手勢(shì)增大收音機(jī)音量或接聽(tīng)來(lái)電等。
 
　　當(dāng)然，ToF 的潛在應(yīng)用遠(yuǎn)不只于此，隨著人們對(duì)更*自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷探索，它將會(huì)發(fā)揮出更為關(guān)鍵的作用。ToF 攝像頭將能夠以三維方式描繪駕駛員整個(gè)上半身的姿態(tài)，從而確定駕駛員的頭部位置是否面向前方的道路，以及他們的雙手是否放在方向盤(pán)上。
 
　　三維成像
 
　　今天的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)利用雷達(dá)來(lái)測(cè)量汽車(chē)與前方車(chē)輛的距離。這種技術(shù)在高速公路上表現(xiàn)良好，但在城市環(huán)境中，由于距離更短，而且行人和/或車(chē)輛的靠近方向更加多樣，因此需要進(jìn)行更精確的位置測(cè)量。
 
　　一種解決方案是增加攝像頭，這樣可以更好地確定距離。然而，目前的圖像處理硬件還無(wú)法以所需的速度以及確保安全駕駛的可靠性檢測(cè)所有重要特性。而這恰好是激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)所在。
 
　　激光雷達(dá)的工作原理與雷達(dá)相同，都是以測(cè)量發(fā)射信號(hào)的反射信號(hào)為基礎(chǔ)。雷達(dá)依賴(lài)于無(wú)線(xiàn)電波，而激光雷達(dá)則運(yùn)用光束(例如激光)。通過(guò)測(cè)量發(fā)射脈沖與收到該脈沖反射信號(hào)之間經(jīng)過(guò)的時(shí)間，來(lái)計(jì)算與物體或表面的距離。
 
　　激光雷達(dá)的最大優(yōu)點(diǎn)在于，相比雷達(dá)能夠檢測(cè)更小的物體。與攝像頭在焦平面上進(jìn)行環(huán)境觀測(cè)不同，激光雷達(dá)可以進(jìn)行精確的、相對(duì)詳細(xì)的 3D 渲染。借助這種特性，無(wú)論光照條件如何(白天還是夜晚)，激光雷達(dá)都可以輕松地將物體與前后方物體區(qū)分開(kāi)來(lái)。隨著激光雷達(dá)技術(shù)價(jià)格日趨下降，以及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這種方法將得到更加廣泛的應(yīng)用。
 
　　人類(lèi)對(duì)無(wú)人駕駛體驗(yàn)有著種種構(gòu)想，目前正在開(kāi)發(fā)的下一代傳感器將成為最終的決定因素。在上述創(chuàng)新成果的推動(dòng)下，未來(lái)的汽車(chē)將能夠提供清晰且持續(xù)更新的周遭狀況，隨時(shí)掌握外部環(huán)境及車(chē)內(nèi)人員的動(dòng)態(tài)。因此，感應(yīng)技術(shù)將成為決定未來(lái)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
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