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汽车雷达知多少

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sinasun|  楼主 | 2023-4-13 21:59 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
自动驾驶的概念现在越来越多的被人提及,智能汽车上除了超声波雷达,还有毫米波雷达,激光雷达。不同雷达的功能是不一样的。
超声波雷达可以理解为倒车雷达,这个技术是仿生蝙蝠的回声定位的能力。毕竟在夏日的夜空中,我们可以经常看到蝙蝠在空中畅快的飞来飞去。在漆黑的天空中,蝙蝠是怎么能正确分辨方向的?这就涉及到人类和蝙蝠区分物体的不同方式,人类是通过眼睛观察身边的食物,而蝙蝠是通过“听”的方式感值周围物体,它们通过发声器官发出超声波,超声波碰到物体之后,会反射回来。这时候蝙蝠的耳朵就会接收到这些回波,再反馈到大脑。从而实现了辨别物体的能力。超声波雷达原理是利用超声波对前方障碍物进行探测,超声波的发生器想某一方向发射超声波,声波在空气中传播时碰到障碍物后原路返回,超声波接收器收到回波停止计时,根据超声波在空气中传播的速度和传播的时间差,就可以计算出朝波器距离障碍物的距离。
一般超声波的探测距离在0.2米到5米之间,所以汽车的倒车雷达使用的最多。而且超声波的穿透力是很强的,即使有一些灰尘或者雨雪天气,都可以使用。因此现在家用车上已经基本普及,测距的方法简单,成本低,所以短距离测量中有非常大的优势,缺点就是散射角大,方向性差,精度不高,有时候需要多个超声波雷达同时测量,才能得到准确的定位数据。同时在高速行驶中无法跟上车距的实时变化。
所以超声波雷达往往用于汽车的前后雷达,配合多个超声雷达,就能实现自动泊车功能,不过这个功能实在有些鸡肋,有时候可能需要车位两边都有车,才能自动泊车成功。这个实现方式也证明超声波雷达功能的缺陷。下图是网上有某款汽车具有自动泊车功能的测试。自动泊车系统之所以只能在被夹在中间的车位泊入,是因为那时的自动泊车才用的是超声波雷达的探测方案,也就是声觉探测车位,所以两边无车或者只有一侧有车的车位,是无法被探测到的。当然现在技术在不断提高,基于硬件摄像头的视觉算法能力的提升,现在自动泊车已经不再需要两侧有车,也可以实现自动泊车了。
除了超声波雷达,汽车上还有就是毫米波雷达,就是ACC主动巡航的感应雷达。毫米波雷达通过振荡器发射信号,在遇到障碍物后就会反弹回来,从而计算时间差来判断距离。从原理来说,貌似这个和超声波雷达的工作方式也差不多。但是两种雷达波的频段是不一样的,毫米波雷达不会受目标形状颜色的干扰,受天气和外界环境的变化影响小,雨雪灰尘阳光对其基本都是没有干扰,车用毫米波雷达基本都是24GHz77GHz两个频段。77GHz频段的雷达精度高,主要用于自适应巡航,自动紧急制动,前方碰撞预警等车速较高的探测,24GHz频段的雷达就主要负责盲区的检测,车道偏离辅助,后方碰撞预警等。毫米波雷达有一个较大的缺点就是无法辨认物体的颜色,精度不足以探测物体的形状
最后就是激光雷达,主要实现高阶自动驾驶,超声波雷达和毫米波雷达做不了的活,激光雷达就能干下来。就连特斯拉,尽管取消了毫米波雷达,但没有放弃激光雷达。激光雷达的原理也是通过发射器发射激光,遇到障碍物反射,来计算物体的形状和距离。通过扫描的方式,得到了物体的3D形状。激光雷达由于波长短,在雨雪天气视野会受到限制,也无法分辨出物体的颜色,网上就出现过事故,使用自动驾驶功能,无法区分阳光投影的光线,造成将光线误认为道路标线,从而导致撞车的事故。
要想达到完善的自动驾驶能力,需要各种传感器相互配合才能实现。

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