用于自動駕駛汽車的五大傳感器是哪些，都具有什么特點

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車已經(jīng)成為人們的日常生活中必需品，但每年不斷攀升的交通事故率、越來越糟糕的生活和交通環(huán)境也讓人們感到心痛。每每遇到這些問題，相信幾乎所有開車的人都會想到如果車子能夠自動駕駛，那車子將成為養(yǎng)精蓄銳的好地方。

無疑安全穩(wěn)定和綠色環(huán)保的自動駕駛汽車成為了首選，特別是近兩年自動駕駛汽車成為了科技領(lǐng)域內(nèi)的熱點，在給汽車行業(yè)帶來巨大變革的同時，也為元器件設(shè)備廠商等帶來了新的機(jī)會。

眾所周知如今的自動駕駛汽車是在一個未知的動態(tài)環(huán)境中運行的，所以它需要事先構(gòu)建出環(huán)境地圖并在地圖中進(jìn)行自我定位，而執(zhí)行同步定位和映射過程（SLAM，即時定位和地圖構(gòu)建）的輸入則需要依靠各種各樣的傳感器來提供必要的空間感知，以便在沒有駕駛員干預(yù)的情況下實現(xiàn)自動駕駛。下面和大家一起來看看自動駕駛汽車的五大傳感器是哪些？

一般情況下，自動駕駛汽車包含的傳感器主要有五種類型：

1、遠(yuǎn)程雷達(dá)：信號能夠透過雨、霧、灰塵等視線障礙物進(jìn)行目標(biāo)檢測。

2、照相機(jī)：一般以組合形式進(jìn)行短程目標(biāo)探測，多應(yīng)用于遠(yuǎn)距離特征感知和交通檢測。

3、激光雷達(dá)：多用于三維環(huán)境映射和目標(biāo)檢測。

4、短程/中程雷達(dá)：中短程目標(biāo)檢測，適用于側(cè)面和后方避險。

5、超聲波：近距離目標(biāo)檢測。

以上這五大傳感器又可分為無源傳感器（如攝像頭）和有源傳感器（如激光雷達(dá)、雷達(dá)和超聲波收發(fā)器）。

那么，什么是無源傳感器？什么是有源傳感器？兩者的區(qū)別是什么？又會如何影響自動駕駛汽車的感測效果？

什么是無源傳感器？

無源傳感器也稱為能量轉(zhuǎn)換型傳感器，它不需要外部電源。在自動駕駛汽車上，無源傳感器為無源攝像頭傳感器。

什么是有源傳感器？

有源傳感器，也稱為能量轉(zhuǎn)換性傳感器或換能器，指將非電能量轉(zhuǎn)化為電能量，只轉(zhuǎn)化能量本身，并不轉(zhuǎn)化能量信號的傳感器。在自動駕駛汽車?yán)?，雷達(dá)、激光雷達(dá)和超聲波傳感器都是有源傳感器。

兩者的區(qū)別是什么？

兩者的區(qū)別在于是否需要外部供電。無源傳感器，不需要電源就能工作；有源傳感器，需要供電才能工作。

了解了無源傳感器，有源傳感器接下來我們具體了解一下五大傳感器如何影響自動駕駛汽車的感測效果？

攝像頭傳感器 ：攝像頭通過收集反射到三維環(huán)境對象上的光來捕捉二維圖像。圖像質(zhì)量通常取決于環(huán)境條件，即不同的天氣條件，不同的光照環(huán)境，都會對圖像質(zhì)量產(chǎn)生不同的影響。計算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)算法通常用于從捕獲的圖像／視頻中提取有用的信息。目前，由于單目像頭難以對物體距離進(jìn)行測量，通過多臺攝像頭利用三角測原理實觀距離測量的立體視覺方法得到廣泛應(yīng)用。多目立體攝像頭，可在一定程度上實現(xiàn)深度、距離的感知。

激光雷達(dá) ：LiDAR使用發(fā)射器發(fā)射激光束，并通過接收器對遇障礙物后返回的激光束進(jìn)行探測。激光雷達(dá)傳感器通過發(fā)射脈沖激光，計算散射光從發(fā)射到遇障礙物返回的時間間隔（TimeofFlight，下行時間），可對三維空間內(nèi)的物體形狀及距離進(jìn)行有效感知，可在較長距離內(nèi)（當(dāng)前車用最長距離為120m）實現(xiàn)感知。

雷達(dá)：無論是毫米波雷達(dá)還是普通雷達(dá)，都主要通過無線電波進(jìn)行測距。無線電波以光速傳播，在電磁波譜中頻率最低（波長最長），基于無線電波的反射特性，雷達(dá)傳感器可以探測到前方物體之外的東西。不過，雷達(dá)信號容易被具有相當(dāng)導(dǎo)電性的材料（如金屬物體）反射，并且其他無線電波的干擾也會影響雷達(dá)的性能，造成雷達(dá)傳感器無法對物體進(jìn)行探測。在確定被探測目標(biāo)的形狀方面，雷達(dá)的能力不如激光雷達(dá)。

超聲波傳感器： 超聲波傳感器也稱為聲納；聲音導(dǎo)航測距。在有源傳感器中，聲波的頻率最低（波長最長），因此聲波更容易被干擾，這也意味著超聲波傳感器很容易受到不利環(huán)境條件的影響，如下雨和灰塵。另外，其他聲波產(chǎn)生的干擾也會影響傳感器的性能，需要通過使用多個傳感器和依賴額外的傳感器類型來緩解干擾。

值得注意的是激光雷達(dá)和超聲波這類有源傳感器，具有信號傳輸源，依靠TOF原理感知環(huán)境，ToF能夠通過等待信號的反射返回來測量信號從源到目標(biāo)的傳播時間，信號的頻率決定了系統(tǒng)所使用的能量及其準(zhǔn)確性。因此，確定正確的波長在選擇系統(tǒng)時起著關(guān)鍵的作用。工采網(wǎng)提供的固態(tài)面陣激光雷達(dá)測距傳感器 - CE30-A使用時間飛行法（TOF， Time of Flight）進(jìn)行測距，它會發(fā)射出經(jīng)過調(diào)制的近紅外光，光線遇物體后反射并再次被 CE30 接收。CE30 通過計算光線發(fā)射和接收的相位差與時間差，來換算被拍攝景物的距離。就可以應(yīng)用于未來的自動駕駛汽車領(lǐng)域。

此外UPA超聲波傳感器 - T/R55.5-15.5E279Z-L19-01密閉式傳感器，又稱倒車?yán)走_(dá)“探頭”，是倒車?yán)走_(dá)的核心部件，利用超聲波測量車輛周圍障礙物間的距離。

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