自動駕駛汽車如何識別障礙物,這5種硬件讓車輛感知世界
想要讓汽車擁有自動駕駛能力,就需要和人一樣,能夠知道自己當(dāng)前的位置,還可以眼觀六路耳聽八方,隨時觀察判斷周圍環(huán)境,隨時應(yīng)對突發(fā)狀況。因此自動駕駛汽車需要依靠兩個系統(tǒng):定位系統(tǒng)和障礙物檢測跟蹤系統(tǒng),這兩樣需要硬件和軟件的配合,具體如何識別障礙物?靠譜嗎?下面我們來詳細分析。

自動駕駛的原理,識別障礙物的四大硬件
超聲波雷達:這種雷達是普通汽車上最常見的裝備,一般布置于前后保險杠,可以清晰分辨,超聲波雷達向外發(fā)出超聲波,用接收器接收反射回來的超聲波,通過時間差來測算距離。作為聲波,探測距離越短,精度就越高,因此常用于倒車雷達,探測距離在0.1-3米之間,是自動泊車等功能的必備硬件。缺點是車速較快時誤差大,無法遠距離傳播信號,因此需要其他雷達的配合。

毫米波雷達:顧名思義,這種雷達通過毫米波段的電波,從車輛發(fā)出電波,如果遇到障礙物,就會返回回波,可以測量障礙物的實時距離、相對速度和方向等。車輛一般采用的是是76GHz波段的電波和24GHz波段的電波,相比超聲波,毫米波雷達通常安裝在車頭位置,電動車隱藏在傳統(tǒng)進氣格柵的位置,燃油車則安裝在車標內(nèi),毫米波的探測距離可以達到200米,優(yōu)點是可以穿透煙霧等,但在雨霧天氣中會有衰減。

激光雷達:一般車型只有前面兩種雷達,但隨著自動駕駛技術(shù)的深層次開發(fā),激光雷達被越來越多的車型使用,原理是發(fā)射激光束探測目標的方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等,光速遠快于前面兩者,因此精度極高,車輛高速行駛中也可以洞悉周圍的環(huán)境,實時建立一個3D的圖像,缺點則是成本高。


攝像頭:雷達是一種仿生學(xué)技術(shù),利用了蝙蝠在黑暗環(huán)境中捕獵的技能,優(yōu)缺點明顯,可以識別障礙物的實時距離,但缺乏對色彩的渲染,周圍世界白茫茫一片,要準確識別路上的物體,比如交通路牌、限速標志、車道輔助線等,就需要攝像頭,就像人擁有了眼睛,雷達和攝像頭互補,會建立完整的立體畫面。

芯片:有了感知能力,一個處理這些信息的大腦必不可少,芯片的算力代表著處理數(shù)據(jù)的速度和能力,因此越高階的駕駛輔助,需要算力更高的芯片。

識別障礙物的軟件
有了硬件,就需要廠家開發(fā)軟件,軟件就像人的行為邏輯,如果你看到前方100米有障礙物,但自信滿滿,想著到20米再剎車,但可能為時已晚;或者前方車輛龜速行駛,要不要變道,何時變道;抑或高速行駛,前方施工,如何變道等,軟件涉及車載系統(tǒng)、感知、規(guī)劃、控制算法、驅(qū)動軟件、功能安全等。

可靠性分析,發(fā)生事故前的保障--反應(yīng)層組件
反應(yīng)層組件的任務(wù)是掃描環(huán)境,檢測到前方有障礙時讓車輛停下來。車輛不能遇到障礙就急忙剎停,這樣只會擾亂交通,需要根據(jù)情況識別,但這恰恰是最容易出事的階段,一些車輛沒有激光雷達,比如特斯拉,堅持不用激光雷達,更看重高像素的廣角相機,感知世界,但相機就像人眼,在黑暗環(huán)境中識別能力差,或當(dāng)太陽直接照射時會產(chǎn)生眩光,惡劣天氣也會看不清路,一般相機通過識別車道白線行駛,在輔助線磨損或者前方施工占道的情況下,車輛就難以判斷,發(fā)生事故。

擁有激光雷達的車輛可以高精度測量物體的大小和距離,但在識別遠處物體時效果不佳,比如車機需要跟蹤已識別對象的運動,然后將其分類,例如車輛或行人,以及小動物等。車輛很少突然改變方向,而行人后者小動物則可以能隨機改變方向,物體的隨機移動讓車機很難智能判斷。

選車偵探觀點:自動駕駛車輛會跟蹤數(shù)十個、有時甚至數(shù)百個周圍物體,不斷評估它們的意圖。芯片就像大腦,要隨時處理這些復(fù)雜的數(shù)據(jù),是一項艱巨的任務(wù)。目前的技術(shù)仍然沒有達到完全可以交給車輛,讓其自動行駛的程度,危險無處不在,開啟智能輔助駕駛后仍需準備隨時接管車輛,你覺得目前誰家的智能駕駛最先進?歡迎討論。