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隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，我們已進(jìn)入一個(gè)技術(shù)瓶頸期。在這一背景下，汽車制造商開始將注意力轉(zhuǎn)向自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵組成部分——傳感器。特別是今年，激光雷達(dá)技術(shù)受到極大關(guān)注，被譽(yù)為“激光雷達(dá)元年”，凸顯了傳感器在自動(dòng)駕駛中的重要性。那么，自動(dòng)駕駛汽車究竟需要哪些傳感器呢？

自動(dòng)駕駛汽車所需的傳感器

要了解自動(dòng)駕駛汽車所需的傳感器類型，首先需要明確這些傳感器的功能。自動(dòng)駕駛汽車需要執(zhí)行多種任務(wù)，如定位、障礙物探測(cè)、倒車、路徑規(guī)劃等。這些功能需求決定了自動(dòng)駕駛汽車對(duì)傳感器的多樣化需求。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，自動(dòng)駕駛汽車就是將人類的感官功能復(fù)制到車輛上，包括視覺(jué)、嗅覺(jué)和觸覺(jué)等。目前技術(shù)水平下，我們只能通過(guò)傳感器的優(yōu)化和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能。

自動(dòng)駕駛汽車的傳感器系統(tǒng)需要與算力芯片、執(zhí)行器、反饋裝置和預(yù)警裝置協(xié)同工作，以完成一系列智能化操作。目前，自動(dòng)駕駛領(lǐng)域主要使用的傳感器包括車載攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和夜視系統(tǒng)等。其中，攝像頭成本最低，應(yīng)用范圍最廣，能夠?qū)崿F(xiàn)大多數(shù)ADAS功能；毫米波雷達(dá)價(jià)格適中，測(cè)距精度高，適用范圍廣，且不受天氣影響；激光雷達(dá)能夠精確識(shí)別周圍環(huán)境信息，但價(jià)格最高；夜視系統(tǒng)使用的紅外線傳感器價(jià)格僅次于激光雷達(dá)。

車載攝像頭還分為單目攝像頭、雙目攝像頭和廣角攝像頭。單目和雙目攝像頭主要用于前視，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)FCW（前碰撞預(yù)警）、LDW（車道偏離預(yù)警）、TSR（交通標(biāo)志識(shí)別）、ACC（自適應(yīng)巡航控制）、PCW（行人碰撞預(yù)警）等功能。廣角攝像頭則用于后視泊車輔助、閉眼提醒、盲點(diǎn)檢測(cè)和全景泊車等多種功能。

自動(dòng)駕駛汽車所需的車載傳感器

自動(dòng)駕駛汽車需要根據(jù)其功能和目的搭載不同類型的傳感器，如長(zhǎng)距離雷達(dá)、中距離雷達(dá)、激光雷達(dá)（LiDAR）、攝像頭、超聲波傳感器、全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）和紅外線傳感器等。雷達(dá)系統(tǒng)主要分為24GHz和77GHz兩個(gè)波段，其中77GHz波段的優(yōu)勢(shì)在于距離和速度測(cè)試的準(zhǔn)確性以及高分辨率。

近程雷達(dá)（SRR）最初旨在替代超聲波傳感器并輔助自動(dòng)駕駛，通常安裝在車輛四周。理想情況下，這些雷達(dá)使用79GHz頻段，4GHz寬帶，但目前全球頻率規(guī)范僅允許77GHz頻段加1GHz寬帶。近程雷達(dá)主要應(yīng)用于盲點(diǎn)檢測(cè)、車道輔助、碰撞預(yù)警、防撞功能、泊車輔助和交叉車流監(jiān)控等。

激光雷達(dá)作為今年備受關(guān)注的技術(shù)，依賴激光而非無(wú)線電波進(jìn)行探測(cè)。激光雷達(dá)系統(tǒng)包括激光發(fā)射器和敏感接收器，能夠探測(cè)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物體，并提供3D圖像。盡管激光雷達(dá)已不是新鮮事物，但要使其在各種環(huán)境因素下穩(wěn)定工作并不容易。此外，車載激光雷達(dá)需要能夠探測(cè)到274米遠(yuǎn)的物體，并以市場(chǎng)可接受的價(jià)格和體積進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

目前，汽車市場(chǎng)出現(xiàn)了兩大趨勢(shì)：一種是采用紅外激光雷達(dá)系統(tǒng)搭配MEMS系統(tǒng)（微型電機(jī)系統(tǒng)）的旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)，另一種是固態(tài)激光雷達(dá)。

自動(dòng)駕駛汽車的車載傳感器的目標(biāo)是將人類的感知能力復(fù)制到汽車上。正如百度CEO李彥宏所說(shuō)，未來(lái)的機(jī)器人可能就是一輛汽車。因此，僅使用一種傳感器無(wú)法決定自動(dòng)駕駛的成功，而應(yīng)通過(guò)各種算法與傳感器數(shù)據(jù)的融合，以及不斷的模型訓(xùn)練迭代來(lái)完善技術(shù)。隨著車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)成本的下降，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛可能不只有一條路線。

例如，特斯拉利用數(shù)百萬(wàn)計(jì)的行駛數(shù)據(jù)作為機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)的數(shù)據(jù)來(lái)源，以提高自動(dòng)駕駛的可靠性。通過(guò)“影子模式”，特斯拉跟蹤人類駕駛員的行為，并在出現(xiàn)決策差異時(shí)自動(dòng)上傳案例。

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審核編輯 黃宇