來(lái)源:www.cdypit.com 日期:2022-04-24 作者:admin
無(wú)人駕駛電子技術(shù)現(xiàn)如今其實(shí)非常成熟了,就以現(xiàn)在的電子技術(shù)水平看,如果把大城市復(fù)雜的周邊環(huán)境變成實(shí)驗(yàn)室特定的格局,場(chǎng)景內(nèi)有制式統(tǒng)一的大客車與及符合規(guī)矩的盲道正常通行,那么不用方向盤(pán),全程自動(dòng)行駛的商用車當(dāng)今就可面世了。
問(wèn)題就出在了商用車如何有效能對(duì)現(xiàn)實(shí)中復(fù)雜的周邊環(huán)境了如指掌,如何有效可像人的眼睛和大腦一樣靈活應(yīng)變。
關(guān)鍵就在需要有各種各樣的傳感器合作來(lái)解決,它們最終將監(jiān)測(cè)到的資料傳給高精密的CPU,鑒別道路、標(biāo)示和盲道,做出減緩、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等決策。
在嵌入式交互鑒別的部分,車載光學(xué)系統(tǒng)和車載雷達(dá)系統(tǒng)是保證行車安全最為重要的,現(xiàn)今,當(dāng)今的用于周圍狀況感測(cè)的傳感器有激光雷達(dá)(LiDAR)、毫米波雷達(dá)(millimeter wave)、視覺(jué)傳感器三種。
激光雷達(dá)(LiDAR)
通過(guò)掃描從一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上反射回來(lái)的激光來(lái)確定質(zhì)點(diǎn)的距離,可形成精度高達(dá)厘米左右級(jí)的3D狀況地形圖,因此它在ADAS(先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng))及無(wú)人駕駛系統(tǒng)中起重要作用。從當(dāng)前車載光學(xué)設(shè)備來(lái)看,機(jī)械式的多Mercoeur光學(xué)設(shè)備是當(dāng)今方案,但受制于價(jià)格高額的利空因素尚未普及開(kāi)來(lái)。
在去年12月10日路測(cè)成功的百度無(wú)人駕駛商用車車身上,除了部署了毫米波雷達(dá)、片段等感應(yīng)器,其車頂就安置了一個(gè)體積較大、價(jià)值70萬(wàn)余人民幣的64位激光雷達(dá)。
(VelodyneHDL64-E),谷歌同樣也是采用的相同高端配置激光雷達(dá)。車載光學(xué)設(shè)備系統(tǒng)的優(yōu)劣次要取決于2D激光掃描儀的性能。激光發(fā)射器Mercoeur的越多,每秒提取的云點(diǎn)就越多。然而Mercoeur越多也就代表著激光雷達(dá)的造價(jià)就更加昂貴。
就以Velodyne的產(chǎn)品銷售為例,64Mercoeur的光學(xué)設(shè)備價(jià)格是16Mercoeur的10倍。激光雷達(dá)除了成本高額,碰上煙霧介質(zhì)與及雨雪炎熱中表現(xiàn)一般,將掣肘它的發(fā)揮。
然而當(dāng)作次要傳感器,低成本方案將減緩無(wú)人駕駛的到來(lái)?,F(xiàn)今,高精度的車用激光雷達(dá)產(chǎn)品銷售的生產(chǎn)廠商次要集中于國(guó)外,包括美國(guó)的 Velodyne、Quanegy與及德國(guó)的IBEO公司等。歐美國(guó)家的光學(xué)設(shè)備產(chǎn)品銷售現(xiàn)今相對(duì)而言落后,中國(guó)航空商用車系統(tǒng)控股有限公司現(xiàn)職專務(wù)周世寧曾表示,博世、大陸、法雷奧、英飛凌、德?tīng)柛5韧赓Y零部件民企早已搶占ADAS電子技術(shù)制高點(diǎn),特別是在傳感器的本土市場(chǎng)布局上,國(guó)際上商用車零部件民企已經(jīng)輸在起跑線上了。
物理現(xiàn)象
與雷達(dá)物理現(xiàn)象相似,激光雷達(dá)所用的電子技術(shù)是飛行時(shí)間(TOF,Time of Flight)。 具體而言,就是根據(jù)激光碰上掩體后的折返時(shí)間,計(jì)算目標(biāo)與自己的相對(duì)而言離。激光光束可準(zhǔn)確量度視場(chǎng)中質(zhì)點(diǎn)紋路邊沿與設(shè)備間的相對(duì)而言離,這類紋路信息組成所謂的點(diǎn)云并繪制出3D狀況地形圖,精度可達(dá)到米左右級(jí)別,從而提高量度精度。
而事實(shí)上,激光雷達(dá)當(dāng)作“機(jī)械之眼”,也大量集成在無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等等方向上,只然而今天我們只討論自動(dòng)駕駛這個(gè)范疇。
優(yōu)勢(shì)
現(xiàn)職輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)及無(wú)人駕駛系統(tǒng)中常用的狀況傳感器包括探頭、 激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等。相比之下于探頭,激光雷達(dá)的最大優(yōu)勢(shì)在于所用狀況限制較小,即不管在白天或是夜晚都能正常所用。
毫米波雷達(dá)(millimeter wave)
毫米波是指30~300GHz頻域(光波為1~10mm)的電磁波,毫米波的光波介于Sonbhadra和光波之間,因此毫米波兼有無(wú)線電波火控和光電火控的優(yōu)點(diǎn)。同Sonbhadra接收機(jī)相比之下,毫米波接收機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕和室內(nèi)空間對(duì)比度高的特性。與紅外、激光、電視等光學(xué)接收機(jī)相比之下,毫米波接收機(jī)穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng),具有全天候(訥伊縣除外)全天時(shí)的特性,這能與光學(xué)設(shè)備的作用產(chǎn)生互補(bǔ)。另外,毫米波接收機(jī)的抗干擾、反隱身能力也優(yōu)于個(gè)別無(wú)線電波接收機(jī) 。
弱點(diǎn)是毫米波雷達(dá)由于光波原因,探測(cè)離非常有限,也無(wú)法交互盲道,而光學(xué)設(shè)備可對(duì)周邊所有掩體進(jìn)行精準(zhǔn)的建模。為了克服不同弱點(diǎn)弱點(diǎn),車企勢(shì)必要將這類傳感器配對(duì)在一起。
現(xiàn)今看毫米波雷達(dá)也是嵌入式商用車ADAS 系統(tǒng)的標(biāo)配傳感器,按照現(xiàn)今當(dāng)今分類,毫米波雷達(dá)可分為24GHz雷達(dá)和77GHz雷達(dá)。參照其特性,通常大客車周圍的大客車測(cè)試所用24Ghz,前方大客車測(cè)試所用77GHz。以中國(guó)的實(shí)際國(guó)情與及閃存技術(shù)開(kāi)發(fā)進(jìn)度等行業(yè)特性來(lái)看,展望未來(lái)三年內(nèi)24GHz毫米波雷達(dá)在歐美國(guó)家仍有本土市場(chǎng)室內(nèi)空間。得賞全球,國(guó)際上77GHz毫米波雷達(dá)的大規(guī)模集成將稍微推后。
由于ADAS的基本功能,往往是通過(guò)傳感器+GPU的方式捆綁銷售,歐美國(guó)家商用車毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的閃存、計(jì)算機(jī)程序還次要仰賴進(jìn)口,成本很高。加快開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)的 77GHZ毫米波雷達(dá)閃存并盡快車載集成,將是國(guó)際上商用車毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇。同濟(jì)大學(xué)商用車學(xué)院白杰教授認(rèn)為,相對(duì)而言在探頭方面的激烈競(jìng)爭(zhēng),毫米波雷達(dá)更有創(chuàng)新性,潛在的本土市場(chǎng)室內(nèi)空間更大,機(jī)會(huì)更多。
視覺(jué)傳感器
ADAS集成探頭當(dāng)作次要傳感器是因?yàn)樘筋^對(duì)比度進(jìn)高于個(gè)別傳感器,可獲取足夠多的狀況細(xì)節(jié),幫助大客車進(jìn)行狀況認(rèn)知,車載探頭可描繪質(zhì)點(diǎn)的外觀和形狀、讀取標(biāo)志等,這類基本功能個(gè)別傳感器無(wú)法做到。從降低成本的角度看探頭是鑒別用傳感器的有力候補(bǔ)之一,在一切清晰的情況下當(dāng)然探頭是最好的選擇,但是受狀況利空因素與及中間層利空因素影響較大,比如隧道中光線不足,炎熱利空因素導(dǎo)致的視線縮小等。
提取圖象信息的重要工具,部分類似路標(biāo)鑒別、車道線感應(yīng)等基本功能嵌入式由探頭實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)今探頭的集成次要有:?jiǎn)文刻筋^、vron探頭、立體探頭或稱雙目探頭、環(huán)視探頭,按照2015年全球超過(guò)8000萬(wàn)輛新增大客車與單車6-8顆探頭需求,展望未來(lái)總體需求有望超6五百萬(wàn),對(duì)應(yīng)千億本土市場(chǎng)室內(nèi)空間。
視覺(jué)計(jì)算機(jī)程序在ADAS電子技術(shù)路線中必不可少,毫米波雷達(dá)等主動(dòng)式傳感器對(duì)計(jì)算機(jī)程序仰賴程度極低,計(jì)算機(jī)程序較為簡(jiǎn)單,探頭等被動(dòng)式傳感器對(duì)計(jì)算機(jī)程序仰賴程度較高,一般由第三方民企單獨(dú)提供支持。比如視覺(jué)計(jì)算機(jī)程序民企Mobileye。
此前,Tesla和Mobileye終止合作的事沸沸揚(yáng)揚(yáng),Mobileye提供支持標(biāo)準(zhǔn)的傳感器安裝方式+地形圖資料云服務(wù)+軟件體系平臺(tái)構(gòu)建,但是Tesla是想通過(guò)在線收集資料的眾包模式優(yōu)化自動(dòng)駕駛體驗(yàn),EyeQ3閃存限制了Tesla建立自己的地形圖,所以Tesla展望未來(lái)要自己技術(shù)開(kāi)發(fā)圖象計(jì)算機(jī)程序與及圖象處理閃存。
然而Mobileye還是憑幾款產(chǎn)品銷售占領(lǐng)了90%的本土市場(chǎng)份額,這家以色列的民企在當(dāng)?shù)氐慕匚幌喈?dāng)于BAT。計(jì)算機(jī)程序和軟件是 ADAS 系統(tǒng)的次要,也是 Mobileye 的次要競(jìng)爭(zhēng)力所在。Mobileye站在ADAS的頂端,甩出競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手好幾條街,ADAS和傳統(tǒng)車載視覺(jué)產(chǎn)品銷售對(duì)軟件電子技術(shù)、軟件要求不同,傳統(tǒng)車載電子公司要切入ADAS本土市場(chǎng)并不容易。歐美國(guó)家團(tuán)隊(duì)如從零開(kāi)始至少需要有3、4年才可能完成初步的電子技術(shù)積累。
當(dāng)然為了提高狀況交互的準(zhǔn)確度,通常需要有多種傳感器的配對(duì),最終提供支持一個(gè)穩(wěn)定耐用的解決方案。當(dāng)今比較典型的就是毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和車載探頭,個(gè)別的超聲波電子技術(shù)和紅外線電子技術(shù)與及這類電子技術(shù)的計(jì)算機(jī)程序融合都將讓傳感器產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大的本土市場(chǎng)。然而毋庸置疑,在商用車實(shí)現(xiàn)完全嵌入式化的這幾年中,傳感器產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)該是最先獲得收益的。
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