一、概念+杂乱
项目分类
1R1V(毫米波雷达radar×1 + 前视多功能摄像头video×1)
5R1V(毫米波雷达×5 + 前视多功能摄像头×1)的传感器配置,其中5个毫米波雷达由一个前向毫米波雷达、两个侧向毫米波雷达和两个后向毫米波雷达组成。
单V:其实是有R两个或三个,但雷达可以单独实现功能,所以只说V(开会听说的存疑)
简单架构
J2:视觉感知
MRR:障碍物感知
MCU:底软:建立数据通路
算法:融合、规控
缩写
W=warning,预警功能,比如BSW盲区预警,LDW车道偏离预警,FCW前向碰撞预警;
A=assist, 辅助功能,就是具备一定的执行能力,比如LKA车道保持辅助,TJA交通拥堵辅助, HWA高速公路辅助;
P=Pilot,领航功能,是多种ADAS功能的组合,相比于Assist能力更强,适应范围更广,比如奥迪宣称但是没有实际问世的L3级别 Traffic Jam Pilot 交通拥堵领航TJP,High Way Pilot高速公路领航HWP。同时Pilot也是个被滥用了的词,原意TJP HWP都算是L3级别的智能驾驶,但是像Tesla的AutoPilot,Nio的Nio Pilot,上汽的AI Pilot,比亚迪的DiPilot这些L2的智能驾驶功能也都是用了Pilot的名称。
二、硬件配置
2.1 雷达
汽车雷达作为驾驶员辅助系统的核心传感器,用于检测距离、速度等汽车行驶中的重要数据。
汽车雷达分为三种雷达远距离雷达(LRR)、中距离雷达(MRR)、近距离雷达(SRR)。其中远距雷达用来实现自动巡航(ACC),中距离雷达用来实现侧向来车报警和车道变道辅助,近距离雷达则是用来实现停车辅助、障碍和行人检测。
目前车载雷达主要包括超声波雷达、激光雷达、毫米波雷达。
- 超声波雷达:成本低,但因为受天气影响大+传播速度340m/s汽车高速行驶跟不上车距实时变化,误差较大+散射角大方向性差不能用于较远距离。但在短距离测量有较大优势,常用于泊车。
- 激光雷达:激光雷达通过向目标发射激光束,将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较,作适当处理后获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而实现对目标的探测、跟踪和识别。
从本质上说激光雷达和毫米波雷达都是利用回波成像来构显被探测物体的,就相当于人类用双眼探知而蝙蝠是依靠超声波探知的区别。激光雷达具有分辨率高、精度高、抗有源干扰能力强等优点,通常其测距精度可达几个厘米。主要应用于无人驾驶系统但激光雷达会比较容易受到自然光或是热辐射的影响,在自然光强烈或是辐射区域的时候,激光雷达将会被消弱很多而且激光雷达的造价成本高,对工艺水平要求也比较高。 - 毫米波雷达:毫米波雷达是指工作在毫米波波段的雷达,其实就是电磁波,其频率范围在30GHz-300GHz之间,波长从1cm到1mm,这是一个非常适合车载领域的频段。目前常用于车载领域的毫米波雷达频段有三种。
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24-24.25GHz:这种频段目前大量应用于汽车的盲点监测、变道辅助。雷达安装在车辆的后保险杠内,用于监测车辆后方两侧的车道是否有车、可否进行变道。这个频段也有其缺点,首先是频率比较低,另外就是带宽(Bandwidth)比较窄,只有250MHz。
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77GHz:这个频段的频率比较高,国际上允许的带宽高达800MHz。据介绍,这个频段的雷达性能要好于24GHz的雷达,所以主要用来装配在车辆的前保险杠上,探测与前车的距离以及前车的速度,实现的主要是紧急制动、自动跟车等主动安全领域的功能。
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79GHz-81GHz:这个频段最大的特点就是其带宽非常宽,要比77GHz的高出3倍以上,这也使其具备非常高的分辨率,可以达到5cm。
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我们常说的雷达指前雷达,其他四个称为角雷达:
- 前雷达探头装在前保险杠上,探头以大约45度角辐射,上下左右搜寻目标。它最大的好处是能探索到那些低于保险杠而司机从车内难以看见的障碍物,并报警,如花坛、玩耍的小孩等。
- 角雷达(包括前向角雷达和后向角雷达)通常是短距离雷达,可满足盲区检测(BSD),变道辅助(LCA)和前后交通警报(F/RCTA)的要求。而前向雷达主要是用于自主紧急制动(AEB)和自适应巡航控制(ACC)的中远程雷达应用。
2.2 摄像头
摄像头一般由镜头(Lens),图像传感器(ImageSensor),图像信号处理器(ImageSignalProcessor,ISP),串行器发送(Serializer)组成。
一般步骤是,镜头采集到物体的基本信息然后由ImageSensor进行一定处理后再交于ISP处理之后串行化传输。传输方式同样可分为在同轴电缆或双绞线上基于LVDS传输或者直接通过以太网传输。
摄像头在自动驾驶系统中的主要作用包括如下集中:障碍物探测:测速和测距(车辆使用需双目以上);车道线的检测:车道线提取;道路信息读取:交通信号灯识别,交通标志识别;地图构建与辅助定位;其他交通参与者探测与识别-车辆探测、行人探测、动物探测。
2.3雷达与摄像头融合问题
摄像头装在后视镜后面的MPC里,雷达装在前保险杠上(AEB测试后车经常撞歪雷达导致其他功能识别出问题),角雷达是四个角上。
像纵向功能ACC、AEB功能的实现,有通过毫米波雷达完成,有通过前视摄像头雷达完成,也有摄像头和雷达融合的方案。这里面需要注意的是,毫米波雷达对于非金属和静态物体识别并不好,单毫米波雷达方案的AEB功能可能对行人,较低车速下的表现欠佳,不熟悉雷达这一特性可能会产生相应风险。而摄像头的方案对于距离判定准确性要差一些,功能体验可能会差一些。二者的融合方案能够取长补短,相对更好一些。
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