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    太湖字谜:浅谈自动驾驶当中的关键传感器

    2018年11月13日 09:25 ? 次阅读

    11选5杀号精准公式99% www.phde.net 不久前,全球管理咨询公司麦肯锡发布了一份研究报告,估算自动驾驶技术如能实现,将提升个人安全系数,可减少90%以上的事故。不过,报告作者之一表示认,自动驾驶行业整体还处在“诞生期”,90%的数字仅是预测,有很大的不确定性,而且是在所有人都采取自动驾驶的前提下得出的。

    就安全系数而言,传感和决策对其意义重大,所以解读传感器信息为当前高级驾驶辅助系统(ADAS)的核心,以及未来全自动驾驶汽车所需要的基本要素,同时也是我们当前面临的一大挑战。

    扩展感知能力,超越人眼所及

    想象您在开车时一辆迎面而来的汽车不知不觉进入了您的车道,与此同时有一个人在人行道上遛狗。您会刹车以期将碰撞降至最低程度?还是猛打方向盘,撞上行人和狗?抑或猛然转向另一车道,撞上迎面而来的车流?无论如何选择,也不大可能逃过一劫而不造成实质性损害或伤害。即使有能力在一瞬间作出三项决策,对我们所有人来说,这仍会变成一个没有赢家的困境,除非我们能避免其发生。这正是自动驾驶的主要目标之一:车辆中的传感器、通信能力、执行器和人工智能(AI)协同工作,收集并分析信息,从而比最好的人类司机更快、更及时地做出决策。

    浅谈自动驾驶当中的关键技术

    我们在开车时获得的大部分信息来自于眼睛。这会受到很多因素的限制和影响,例如天气、距离和干扰。因此,我们在开车时作出的很多决策都是反应性的。自动驾驶车辆有望实现预测性驾驶。为此,车辆必须具备远超我们人类的检测感知能力,我们需要检测自动驾驶车辆外部环境的三种关键技术:雷达、激光雷达和高性能惯性MEMS IMU。

    微波雷达

    雷达目前大量用在高级驾驶员辅助系统中,例如碰撞预警和缓冲刹车、盲点检测、车道变换辅助等,然而高性能雷达技术对传统的微波信号链技术能力有极高的要求。有意思的是,根据 ADI 官方数据,新近生产的全部雷达??橹写笤?50% 含有 ADI 公司技术。这家在四年前将微波射频领头羊公司讯泰(Hittite)成功纳入囊中的模拟半导体技术巨头,在汽车雷达领域有 15 年的记录,现正在开发打造创新的以“Drive360”命名的雷达技术平台,以提供最高水平的性能和距离分辨率。除了成熟的 24GHz 微波雷达技术,还支持 76 GHz 至 81 GHz 的完整频段,使其长期可用。

    Drive360 雷达围绕 28nm CMOS技术构建,这是目前 ADI 在业界率先强调的工艺技术节点,据称这使雷达平台能提供最高程度的数字信号处理集成灵活性,同时 ADI 丰富的RF IP支持实现高度差异化的波形和算法。按 ADI 公开的资料表示,采用 Drive360 雷达的产品将能可靠地检测形状更小、移动速度更快、距离更远的物体(如摩托车、行人、动物等),以在关键时刻避免伤亡。

    浅谈自动驾驶当中的关键技术

    雷达、激光雷达和惯性MEMS IMU组成未来自动驾驶技术的“铁三角”

    激光雷达

    雷达在未来的全天候自动驾驶应用中居于支配地位,但它只是瞬间决策解决方案的一部分?;剐枰渌衅?,例如摄像头和激光雷达(LiDAR,激光探测与测距)。与成熟的微波雷达技术相比,雷达所占成本只是激光雷达当前的成本很小一部分。

    业界公认的最先成熟将激光雷达应用在汽车上的是美国Velodyne公司,其第一台激光雷达直径达到 30 英寸、重量接近 100 磅。2007 年其开发的激光雷达系统收费还高达 8 万美元。2010 年谷歌推出无人驾驶汽车项目的“车顶花盆”据称采用了 Velodyne 生产的 64 线激光雷达传感器,成本约为 7.5 万美元,其成本占到一辆谷歌无人车近一半。

    作为传统微波技术的领头羊,ADI 也将激光雷达作为其整体 Drive360自主驾驶解决方案战略的关键支柱。激光雷达利用光脉冲将物理世界以高的置信水平实时转化为 3D 数字图像。传统激光雷达系统(现今主要用于测试车辆)非常昂贵。除此之外,它们外观很难看,并且由机械组件构成,可能导致系统?;?。ADI 正在大量投资开发经济高效的真正纯固态激光雷达技术以促进汽车激光雷达系统的主流采用,并让汽车供应商和 OEM 能够在客运车辆中部署基于激光雷达的 ADAS 和自主驾驶应用。

    激光雷达是一个飞速发展的领域,其探测范围和精度对于解决一些最困难的 ADAS 挑战至关重要。ADI 公司目前聚焦于固态激光雷达设计,据称其材料与计算机显示器中扫描光线所用的材料相同,将经济有效的设计消除常规产品中的活动部件,克服当前激光雷达系统成本高昂的问题,并提高可靠性。在范围、分辨率、帧速率和功耗等关键性能指标方面,它也将有改善。

    惯性测量单元

    全球主流的导航采用GPS或者中国发展北斗卫星定位系统,但这些卫星导航技术也有它本身劣势,比如信号差、有误差、更新频率低等问题,所以仅靠GPS无法满足自动驾驶的定位需求,需要一种更好的设备来弥补GPS的不足。而MEMS惯性测量单元(IMU)拥有更高的更新频率,而且不受信号影响,可以很好与GPS形成互补。

    惯性测量单元,通常由陀螺仪、加速度计和算法处理单元组成,通过对加速度和旋转角度的测量得出自体的运动轨迹,在导航中有着很重要的应用价值。我们把传统的IMU和与车身、GPS等信息融合的算法组合在一起的系统称为广义的、针对自动驾驶的 IMU。

    除了检测周围环境之外,自动驾驶车辆还需要能在各种气候条件下感受路况并做出响应。ADI公司的惯性MEMS将多轴加速度计和陀螺仪与处理和校准功能集成在单个封装中。IMU连同板载ADAS和卫星定位输入,提供精确的车辆位置和航向画面,同时抑制正常驾驶产生的冲击和振动。

    目前的GPS有很多时候是精度不够准确或者无效的,例如在隧道中经常因为信号不好无法使用,或者在市中心的高楼里GPS信号容易被折射反射。这个时候IMU就可以增强GPS的导航能力。例如,在车道线识别??槭?,利用失效之前感知到的道路信息和IMU对汽车航迹的推演,仍然能够让汽车继续在车道内行驶。

    此外,GPS更新频率过低(仅有10Hz)不足以提供足够实时的位置更新,IMU的更新频率可以达到100Hz或者更高完全能弥补GPS所欠缺的实时性,GPS/IMU组合系统通过高达100Hz频率的全球定位和惯性更新数据,可以帮助自动驾驶完成定位。通过整合GPS与IMU,汽车可以实现既准确又足够实时的位置更新。

    未来展望

    就像雷达、激光雷达和高性能MEMS IMU可以扩展自动驾驶车辆的检测能力,使其超越人眼所及一样,全球汽车半导体技术厂商都在探索当今所用这些技术的未来形态。想象一下手机发展的进程您会对未来自主驾驶的技术进步感到憧憬,1990 年代当新型手机推出时它可能有更好的电池或更薄的外形,其后智能手机降临彻底永久地变革并改善了人类的生活。雷达、激光雷达和高性能MEMS IMU的演进,这些变革性技术将是未来高级安全与自动驾驶应用快速推进的强大基础。

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    探讨Waymo与Uber自动驾驶专利大战

    AI计算芯片现状,AI芯片创新与设计工具及生态之...

    自 2016 年首次发布 TPU 以来,Google 持续推进,2017 年发布 TPU 2.0,2...

    发表于 2018-11-08 10:09 ? 579次阅读
    AI计算芯片现状,AI芯片创新与设计工具及生态之...

    谷歌无人车老大首次“官宣”撞车

    “作为专业车辆操控者,我们的测试驾驶员受到了严格的培训,包括防御性驾驶课程,包括在路上响应快速移动场...

    发表于 2018-11-08 09:46 ? 438次阅读
    谷歌无人车老大首次“官宣”撞车

    百度Apollo与中国信科签署战略合作协议

    作为Apollo平台的重要合作伙伴,百度Apollo将与中国信科开展自动驾驶领域V2X技术的相关研究...

    发表于 2018-11-07 17:42 ? 701次阅读
    百度Apollo与中国信科签署战略合作协议

    科技新闻精选:注册资本5亿元 ,中环股份拟与格力...

    受此消息影响,日立化成周一股价大跌7.57%,以1,637日圆作收,本月迄今下跌约28%。外媒报导,...

    发表于 2018-11-07 15:56 ? 1179次阅读
    科技新闻精选:注册资本5亿元 ,中环股份拟与格力...

    高级辅助驾驶系统技术的市场发展趋势和应用

    发表于 2018-11-07 15:49 ? 47次阅读
    高级辅助驾驶系统技术的市场发展趋势和应用

    特朗普:考虑对亚马逊谷歌等科技巨头采取反垄断行动

    有消息人士向《证券日报》记者透露:“苹果在部分渠道发布的新款手机的销量增长,存在不实的情况。实际上,...

    发表于 2018-11-07 15:37 ? 768次阅读
    特朗普:考虑对亚马逊谷歌等科技巨头采取反垄断行动

    多屏交互的大规模应用将成为未来趋势

    未来,随着智能驾驶的进一步发展,汽车座舱的多个屏幕将会越来越一体化和系统化,成为感知和连接用户和汽车...

    发表于 2018-11-07 15:36 ? 504次阅读
    多屏交互的大规模应用将成为未来趋势

    “智能”和“网联”两种技术路线趋于融合

    自动驾驶有望在道路安全、生产率、燃料消耗和自然环保等方面带来潜在收益。由于高级自动驾驶汽车主要由自动...

    发表于 2018-11-07 15:32 ? 3695次阅读
    “智能”和“网联”两种技术路线趋于融合

    高精度地图测绘行业迎来黄金时期

    谷歌的自动驾驶项目自2009年创建,现已成为Alphabet(谷歌母公司)的子公司Waymo,自动驾...

    发表于 2018-11-07 15:31 ? 494次阅读
    高精度地图测绘行业迎来黄金时期

    ADAS域控制器方案介绍

    发表于 2018-11-06 11:02 ? 123次阅读
    ADAS域控制器方案介绍

    汽车先进驾驶员辅助系统ADAS:车道偏离告警系统资料分享

    发表于 2018-11-06 09:23 ? 106次阅读
    汽车先进驾驶员辅助系统ADAS:车道偏离告警系统资料分享

    用于汽车防撞的红外线测距系统

    发表于 2018-11-05 15:23 ? 18次阅读
    用于汽车防撞的红外线测距系统

    一个射频工程师职场日记

    发表于 2018-11-01 09:08 ? 34次阅读
    一个射频工程师职场日记
  • 5月份61城房价环比反弹 多地调控政策或再加码 ——凤凰网房产济南 2019-03-26
  • 按照马克思的原义,共产主义是"以每一个个人的全面而自由的发展为基本原则的社会形式"。这一基本原则的实现,涉及社会政治、经济、文化等方方面面。离开这一基本原则侈谈 2019-03-26
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  • 回复@“老笑头”,共产主义需要分配生产资料应该是你做梦的时候梦到的吧!这除了让网友们笑掉大牙,还能有什么?你确实是让网友们看着就想笑!哈哈哈哈! 2018-11-21
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