随着科技的进步,自动驾驶技术逐渐成为人们热议的话题。自驾汽车在SAEJ3016自动驾驶等级中被归类为五级自动驾驶,运用了多种传感器,如超声波雷达、毫米波雷达、前视摄像头、激光雷达等。然而,这些传感器的布置位置和方式对于探测性能有着至关重要的影响,本文将探讨 ADAS 系统传感器布置位置及方式。
ADAS是利用传感器,在汽车行驶过程中实时感应周围的环境,收集数据,感知融合并对感知数据进行决策分析,最后对车辆进行控制和对驾驶员进行预警。传感器的布置位置和方式对于 ADAS 系统的性能有着至关重要的影响。
1前视摄像头
前视摄像头是 ADAS系统中不可或缺的传感器之一,能够获取包括物体颜色、外形、材质等丰富的环境信息。目前,量产的自动驾驶汽车上的前视摄像头主要有单、双和三目。其中,前视智能摄像头常用于中远距离场景,能识别清晰的车道线、交通标识、障碍物和行人。但是,前视摄像头对光照、天气等条件很敏感,而且需要复杂的算法支持,对处理器的要求也比较高。前视摄像头安装在前挡风玻璃上,视角 45°左右。双目测距功能会更好,但成本较单目高 50%。
2毫米波雷达
毫米波雷达是 ADAS 系统中另一种重要的传感器,主要有用于中短测距的24GHz雷达和长距测距的77GHz雷达两种。毫米波雷达可有效提取景深及速度信息,识别障碍物,有一定的穿透雾、烟和灰尘的能力。然而,在环境障碍物复杂的情况下,由于毫米波依靠声波定位,声波出现漫反射,导致漏检率和误差率比较高。因此,在毫米波雷达的布置方式上,需要考虑传感器的朝向、高度等因素,以最大限度地提高其感知性能。毫米波雷达通常安装在汽车的前脸、前保险杠、后保险杠两侧。
例如,在车辆前保险杠处安装一个前向的毫米波雷达以及4个安装在四个角上的角毫米波雷达,可以在性能和成本上达到一个平衡。
3超声波雷达
超声波雷达主要应用于短距离场景下,发送超声波与接收反射超声波信号,并把探测结果发送给控制器。超声波的能量消耗较缓慢,穿透性强,测距的方法简单,成本低。但是,在速度很高情况下测量距离有一定的局限性,当汽车高速行驶时,使用超声波测距无法跟上汽车的车距实时变化,误差较大。车载的超声波雷达一般安装在汽车的车身四周。
例如,在前后保险杠两侧打孔安装,只留下孔位的圈迹。
4激光雷达
激光雷达是 ADAS 系统中一种重要的传感器,具有高精度、高分辨率和远距离测距等优点。激光雷达通过向目标发射激光脉冲,测量返回脉冲的时间来计算距离,可实时构建车辆周围的三维点云图。然而,激光雷达在环境光照、天气条件等方面的影响较大,且成本较高。激光雷达通常安装在汽车的车顶、前保险杠或车辆的前脸(如前格栅)位置。这样的安装位置可以提供较高的视野和全方位的环境感知能力。
例如,为了前脸整体的美观,可以把激光雷达分别部署于车头大灯两侧下方。
ADAS传感器的未来发展趋势
随着自动驾驶技术的不断发展,传感器布置位置和方式也将不断优化和创新。未来,传感器将朝着小型化、集成化、低功耗的方向发展,以满足自动驾驶汽车的轻量化、节能和环保要求。此外,传感器的布置方式将更加灵活多样,以适应不同场景和环境的需求。例如,可翻转式传感器、可伸缩式传感器等设计将大大提高传感器的适应性和可靠性。
总之,ADAS 系统传感器的布置位置和方式对于自动驾驶汽车的安全性、智能性至关重要。在未来,传感器布置位置和方式将不断创新和优化,为自动驾驶汽车带来更加安全、智能的出行体验。