無人駕駛中常用的主要傳感器及其作用
近年來,隨著無人駕駛技術(shù)的飛速發(fā)展,無人車已經(jīng)成為不可忽視的未來出行方式。一輛無人車通常裝備有許多不同類型的主傳感器,它們各自有不同的優(yōu)劣,因此需要將來自不同傳感器的數(shù)據(jù)有效地進(jìn)行融合。以下是目前無人駕駛中普遍使用的幾種傳感器。
首先是GPS/IMU傳感器系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過高頻率的全球定位和慣性更新數(shù)據(jù)來幫助無人車完成自我定位。GPS是一個相對準(zhǔn)確的定位傳感器,但其更新頻率過低,僅為10Hz,不能提供足夠?qū)崟r的位置信息更新。而IMU的準(zhǔn)確度會隨著時間降低,在長時間距離內(nèi)不能保證位置更新的準(zhǔn)確性。然而,IMU具有較高的實時性,其更新頻率可以達(dá)到200Hz甚至更高。通過將GPS與IMU整合在一起,我們可以為車輛提供既準(zhǔn)確又實時的位置更新。

其次是激光雷達(dá)(LIDAR)。激光雷達(dá)可以繪制地圖、定位和避障。由于雷達(dá)的準(zhǔn)確率非常高,因此在無人車設(shè)計中通常被作為主傳感器使用。激光雷達(dá)利用激光與被探測物相互作用的光波信號來完成遙感測量。它可以生成高精度地圖,并用于移動車輛的定位以及避障。例如,Velodyne的64束激光雷達(dá)可以每秒完成10次旋轉(zhuǎn),并達(dá)到130萬次讀數(shù)。
第三種傳感器是攝像頭。攝像頭廣泛應(yīng)用于物體識別和追蹤等場景,如車道線檢測、交通燈檢測和人行道檢測。為了增強(qiáng)安全性,無人車通常配備至少八個攝像頭,分別從前、后、左、右四個方向完成物體發(fā)現(xiàn)、識別和追蹤等任務(wù)。這些攝像頭通常以60Hz的頻率工作,當(dāng)多個攝像頭同時工作時,會產(chǎn)生高達(dá)1.8GB每秒的龐大數(shù)據(jù)量。

最后是雷達(dá)和聲吶系統(tǒng)。雷達(dá)通過發(fā)射電磁波并接收反射波,提取關(guān)于目標(biāo)物體的距離、速度、方位等信息。雷達(dá)和聲吶系統(tǒng)是避障的最后一道保障,用于表示車前方最近障礙物的距離。一旦系統(tǒng)檢測到前方有障礙物出現(xiàn),無人車會立即啟動緊急剎車以完成避障。為了保證實時性和可靠性,雷達(dá)和聲吶系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通常直接被控制處理器采用,并不需要主計算流水線的介入,從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向、剎車或預(yù)張緊安全帶等緊急功能。

綜上所述,無人駕駛中采用的主要傳感器包括GPS/IMU、激光雷達(dá)、攝像頭以及雷達(dá)和聲吶系統(tǒng)。這些傳感器各自有其獨(dú)特的作用,通過融合它們的數(shù)據(jù),可以為無人車提供準(zhǔn)確、實時且全面的環(huán)境感知能力,提高無人駕駛的安全性和可靠性。