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無人駕駛汽車電子傳感技術(shù)

無人駕駛汽車在環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、控制等子系統(tǒng)方面是相當(dāng)復(fù)雜的，包括障礙物檢測、目標(biāo)追蹤、道路檢測、車道規(guī)劃、位置檢測、導(dǎo)航、運動規(guī)劃等。相比其它無人駕駛機(jī)器，無人駕駛汽車的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在周圍物體的高速移動、復(fù)雜多變的環(huán)境（如前、后、兩邊的行人和車輛等）、車輛位置的感知、車輛行為（泊車、停車、行車）和行車方向，因此需要進(jìn)行目標(biāo)檢測、距離和相對速度估算。

作為無人駕駛汽車環(huán)境感知的主要傳感設(shè)備有激光雷達(dá)、攝像機(jī)、雷達(dá)、超聲波傳感器、接觸傳感器等，激光雷達(dá)、雷達(dá)、超聲波傳感器都是有源傳感器。激光雷達(dá)的主要參數(shù)是探測距離，其會受目標(biāo)反射率、天氣條件的影響。激光雷達(dá)按掃描距離可分為遠(yuǎn)程和近程，按掃描空間可分為2D和3D激光雷達(dá)。2D激光雷達(dá)繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，掃描水平面，呈扇形狀，典型的掃描角度為80°或270°；3D激光雷達(dá)的扇形掃描視角在垂直面內(nèi)，扇形掃描可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)一定角度（270°或360°）。攝像機(jī)可提供空間區(qū)域的數(shù)字圖像，圖像有黑白和彩色之分，分辨率在640×480～1328× 1048范圍內(nèi)。用于無人駕駛汽車的攝像機(jī)面臨兩個挑戰(zhàn)：對低強(qiáng)度光的敏感度；對極亮和極暗區(qū)域的捕獲能力。雷達(dá)發(fā)射固定頻段的電磁波，其很少受天氣影響，能夠探測近距離（幾米之內(nèi)）的障礙物，可探測到目標(biāo)的相對速度，這一優(yōu)點可用于無人駕駛汽車的決策和自適應(yīng)巡航（ACC）。上述技術(shù)各有優(yōu)缺點，理想的解決方案是配合使用，優(yōu)勢互補(bǔ)。

傳感器集成化、傳感器數(shù)量減少將是無人駕駛汽車的發(fā)展趨勢，這些傳感器用于量產(chǎn)車不僅取決于傳感技術(shù)的發(fā)展，也取決于相關(guān)領(lǐng)域的研究。

Constantin Ilas et al. 2013 8th International Symposium on Advanced Topics in Electrical Engineering, Bucharest, Romania, May 23-25, 2013.

編譯：張為榮