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自动驾驶背后的关键技术:揭秘5G为何不可或缺

在当今科技高速发展的时代,自动驾驶技术已经成为了汽车工业的前沿领域。自动驾驶汽车不仅代表着汽车产业的未来,也预示着交通出行的全新变革。那么,自动驾驶汽车究竟是如何实现自动行驶的呢?让我们一起来揭开它的神秘面纱。

自动驾驶背后的关键技术:揭秘5G为何不可或缺

自动驾驶汽车的核心在于它的高科技传感器系统。这套系统主要包括摄像头、雷达和激光雷达三种类型的传感器。其中,摄像头负责捕捉车辆前后的视觉信息,雷达和激光雷达则分别通过电磁波和激光束探测车辆周围的距离和物体。这些传感器收集到的数据经过精确的计算和分析,最终指导车辆实现自动驾驶。

摄像头是自动驾驶汽车的重要传感器之一。它类似于人类的眼睛,可以观察到车辆周围的环境,包括行人、车辆、道路、交通标志等。前视摄像头主要用于检测前方行驶的车辆和障碍物,而后视和360度摄像头则负责提供车辆的周边视觉信息,确保车辆在倒车等情况下也能安全行驶。

雷达和激光雷达则是自动驾驶汽车感知周围环境的“神探”。雷达通过发射电磁波,然后接收反射回来的波来测量距离和速度,具有较强的穿透能力,能够在雨、雪、雾等恶劣天气条件下正常工作。而激光雷达则利用激光束进行探测,能够获得更精确的三维图像信息,从而提高自动驾驶的精度。

然而,仅仅依靠本地传感器收集的数据还不够。为了提高自动驾驶的安全性和可靠性,数据融合技术应运而生。数据融合是将不同传感器收集到的数据进行智能化合成,从而实现不同信息源的互补性、冗余性和合作性。这样,自动驾驶汽车就能在复杂多变的环境中作出更准确、更可靠的决策。

自动驾驶汽车还必须实现100%的安全性决策。这是因为一旦出现交通事故,后果将不堪设想。因此,在设计和开发自动驾驶汽车时,工程师们始终将安全性放在首位,力求确保车辆在行驶过程中能够做到万无一失。

总之,自动驾驶汽车的发展离不开高科技传感器、数据融合技术以及严格的安全标准。随着这些技术的不断进步和完善,相信在不久的将来,自动驾驶汽车将走进千家万户,为人们的生活带来更多的便利和舒适。

什么叫自动驾驶?

自动驾驶分为6个等级:

Level 0:人工驾驶,无驾驶辅助系统,仅提醒。

Level 1:辅助人工驾驶,可实现单一的车速或转向控制自动化,仍由人工驾驶(如定速巡航、ACC)。

Level 2:部分自动驾驶,可实现车速和转向控制自动化,驾驶员必须始终保持监控(如车道中线保持)。

Level 3:有条件自动驾驶,可解放双手(hands off),驾驶员监控系统并在必要时进行干预。

Level 4:高级自动驾驶,可解放双眼(eyes off),在一些预定义的场景下无需驾驶员介入。

Level 5:全自动驾驶,完全自动化,不需要驾驶员(driverless)。

自动驾驶基本原理

关于自动驾驶的基本原理,需了解三大关键词:传感器、数据融合(Data Fusion)、100%安全性决策。

传感器

自动驾驶需要的传感器系统主要有三种类型:摄像头、雷达和激光雷达。

摄像头

摄像头是自动驾驶必备的传感器,包括前视、后视和360度摄像系统,后视和360度摄像头主要提供360度外部环境呈现,前视摄像头主要用于识别行人、车辆、道路、交通标志等。

雷达(RADAR)

自动驾驶需要多个雷达传感器,其功能是无线探测和测距,主要用于盲点检测、防碰撞、自动泊车、制动辅助、紧急制动和自动距离控制等应用。目前的雷达系统主要基于24GHz和77GHz,相较于24GHz,77GHz在测量距离和速度时具有更高的精度,以及更高的角分辨率,且还具备天线尺寸小、干扰小等优点。

激光雷达(LiDAR)

LiDAR,即Light Detection And Ranging的缩写,它是一种基于激光的系统,除发射器(激光器)外,系统还具备高灵敏度的接收器。LiDAR主要用于测量静止和移动物体的距离,并通过处理提供所检测物体的三维图像。

LiDAR应用于自动驾驶所面临的挑战是,如何克服在雨雪、雾、温度等环境影响下识别较远距离的物体,同时,这玩意成本太高,目前不适合汽车领域的大规模部署。

数据融合(Data Fusion)

数据融合就是将不同传感器(如雷达、摄像头和激光雷达)数据进行智能化合成,实现不同信息源的互补性、冗余性和合作性,从而做出更好、更安全的决策。比如摄像头具有分辨颜色(识别指示牌和路标)的优势,可易受恶劣天气环境和光线的影响,但雷达在测距、穿透雨雾等有优势,两者互补融合可作出更精确、更可靠的评估和判断。

100%安全性决策

一旦出现交通事故,重则导致人身伤亡,因此,自动驾驶对技术安全的要求相当苛刻,需实现接近100%的安全性。

简而言之,自动驾驶就是通过传感器收集全面的环境信息,再对信息融合处理,并作出接近100%安全性决策。

目前多数人所谈的自动驾驶,都是基于汽车本地端的传感器、数据融合来实现决策的。

但是,你有没有想过,这种单凭本地端实现的方式存在一些局限性。

当汽车横穿十字路口时,自动驾驶能预知从左侧高速驶来的大卡车吗?

由于易受雨、雪、雾、强光等环境影响,摄像头能始终准确识别指示牌和红绿灯吗?

再举一个例子。

当自动驾驶在高速路上以130公里/小时行驶时,摄像机/雷达融合无法安全地检测到前方超过120米距离外的停车,这将触发超过5米每平方秒的紧急制动,这是无法接受的。

总之,道路环境异常复杂,雷达、摄像头和激光雷达等本地传感系统受限于视距、环境等因素影响,要实现100%安全性,自动驾驶需要弥补本地传感器所欠缺的感知能力。

简单的理解,本地传感系统让汽车实现了“眼观六路”,但自动驾驶还需要“耳听八方”。

这就需要C-V2X闪亮登场。

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