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FPC之自動(dòng)駕駛的車輛上有哪一些傳感器

2020-03-10 02:11

  自動(dòng)駕駛是一項(xiàng)快速發(fā)展的技術(shù),同時(shí)也是一個(gè)備受爭(zhēng)議的話題。在一個(gè)極端,人們相信自動(dòng)駕駛汽車將通過增加道路安全,降低基礎(chǔ)設(shè)施成本以及增強(qiáng)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(gè)極端,許多人害怕汽車黑客、致命車禍的風(fēng)險(xiǎn),以及與駕駛相關(guān)工作崗位的流失。FPC小編了解到,皮尤研究中心的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),有54%的成年人擔(dān)心自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展,只有40%的受訪者對(duì)汽車自動(dòng)化的潛在發(fā)展感到樂觀。研究也表明,人們對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的看法和態(tài)度截然不同。

  毫無疑問,自動(dòng)駕駛是一項(xiàng)復(fù)雜而有爭(zhēng)議的技術(shù)。要了解自動(dòng)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(dòng)駕駛車輛傳感器可以幫助它們行駛,并識(shí)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(dòng)駕駛汽車的不同級(jí)別。

自動(dòng)駕駛的車輛上有哪一些傳感器

5個(gè)級(jí)別的駕駛自動(dòng)化

  從駕駛員輔助到全自動(dòng),自動(dòng)駕駛汽車有五個(gè)公認(rèn)的等級(jí)。軟板廠發(fā)現(xiàn),它們是由汽車工程師學(xué)會(huì)(SAE)開發(fā)的,并根據(jù)人類對(duì)駕駛的參與程度而有所不同。實(shí)際上,在它們的分類中有6個(gè)級(jí)別,但是級(jí)別0意味著沒有自動(dòng)化,完全由人類控制車輛。

L1:駕駛員輔助

  人類駕駛員負(fù)責(zé)所有的汽車操作任務(wù),包括加速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和監(jiān)控周圍環(huán)境等。汽車中有一個(gè)駕駛輔助系統(tǒng),可以幫助轉(zhuǎn)向或加速,但這兩者不能同時(shí)進(jìn)行,比如常見的定速巡航、自動(dòng)泊車等。

L2:部分自動(dòng)化

  在這個(gè)級(jí)別上,汽車可以同時(shí)輔助轉(zhuǎn)向和加速,而駕駛員仍然負(fù)責(zé)大多數(shù)安全關(guān)鍵功能和環(huán)境監(jiān)控。目前,2級(jí)自動(dòng)駕駛汽車在道路上最為常見。

L3:有條件自動(dòng)化

  從3級(jí)開始,汽車本身使用自動(dòng)駕駛車輛傳感器監(jiān)視環(huán)境,并執(zhí)行其他動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù),如制動(dòng)。如果發(fā)生系統(tǒng)故障或其他意外情況,則必須準(zhǔn)備好進(jìn)行人工干預(yù)。

L4:高度自動(dòng)化

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

L5:完全自動(dòng)化

  目前完全自動(dòng)化的汽車還不存在,但汽車制造商努力致力于實(shí)現(xiàn)5級(jí)自動(dòng)駕駛,其中駕駛員只需指定目的地,車輛就會(huì)對(duì)所有駕駛模式負(fù)有全部責(zé)任。因此,5級(jí)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(guān)

  沒有物聯(lián)網(wǎng)傳感器,自動(dòng)駕駛汽車就不可能實(shí)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(duì)這些信息進(jìn)行處理和分析,以構(gòu)建從A點(diǎn)到B點(diǎn)的路徑,并向汽車控制裝置發(fā)送適當(dāng)?shù)闹噶睿?a href="http://www.jiuliangfeng.com/">汽車軟板小編舉個(gè)例子,例如轉(zhuǎn)向、加速和制動(dòng)。(來自iothome.com)此外,物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集的信息,包括實(shí)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(jìn)行共享。這被稱為車對(duì)車通信,有助于提高駕駛自動(dòng)化。

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

▲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(dòng)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(gè)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(xì)的逼真圖像。圖像傳感器自動(dòng)檢測(cè)物體,對(duì)其進(jìn)行分類,并確定與物體的距離。例如,攝像頭可以識(shí)別其他汽車、行人、騎自行車的人、交通標(biāo)志和信號(hào)、道路標(biāo)記、橋梁和護(hù)欄。

有待改進(jìn)的領(lǐng)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(jì)算機(jī)做出正確的決定,例如,在物體顏色與背景相似或?qū)Ρ榷容^低的情況下,驅(qū)動(dòng)算法可能會(huì)失敗。

▲雷達(dá)傳感器

它們是如何工作的?

  雷達(dá)(無線電探測(cè)和測(cè)距)傳感器對(duì)自動(dòng)駕駛的整體功能做出了至關(guān)重要的貢獻(xiàn):它們發(fā)出無線電波以檢測(cè)物體并實(shí)時(shí)測(cè)量其距離和速度。短距離和遠(yuǎn)距離雷達(dá)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(dá)應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)、車道保持輔助和停車輔助,而遠(yuǎn)距離(77 GHz)雷達(dá)傳感器的作用包括自動(dòng)距離控制和制動(dòng)輔助。與攝像頭不同的是,雷達(dá)系統(tǒng)在霧天或雨天識(shí)別物體時(shí)通常沒有問題。

有待改進(jìn)的領(lǐng)域

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

▲激光雷達(dá)傳感器

它們是如何工作的?

  激光雷達(dá)(光探測(cè)和測(cè)距)傳感器的工作原理類似于雷達(dá)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(cè)量到道路上各種物體的距離之外,激光雷達(dá)還可以創(chuàng)建被探測(cè)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(dá)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(gè)優(yōu)勢(shì)使自動(dòng)駕駛汽車制造商(例如Google、Uber和Toyota)選擇了激光雷達(dá)系統(tǒng)。

有待改進(jìn)的領(lǐng)域

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

自動(dòng)駕駛汽車的未來

  自動(dòng)駕駛汽車傳感器在自動(dòng)駕駛中起著至關(guān)重要的作用:它們使汽車能夠監(jiān)控周圍環(huán)境,探測(cè)障礙物并規(guī)劃道路。結(jié)合汽車軟件和計(jì)算機(jī),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(shí)間來執(zhí)行更高效的任務(wù)。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(fèi)50分鐘的事實(shí),可以想象一下,自動(dòng)駕駛汽車對(duì)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(dòng)駕駛技術(shù)正在迅速發(fā)展,但尚無商用車輛通過自動(dòng)駕駛所需的4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。為了確保道路安全,制造商仍然需要認(rèn)真對(duì)待巨大的技術(shù)改進(jìn)領(lǐng)域。

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