2、无人系统关键技术解析

无人系统关键技术解析

1. 传感器技术

人类和高等动物拥有丰富的感官器官，能通过视觉、听觉、味觉、触觉和嗅觉等多种感官感知外部刺激并获取环境信息。自主无人系统也可借助各类传感器来获取周围环境信息，传感器对机器人起着至关重要的作用。对传感器获取信息的理解，本质上取决于系统的自主水平和学习能力。可以说，传感器技术从根本上决定并限制着智能无人系统环境感知能力的发展。

目前，已研发出多种传感器，用于感知外部环境信息，主要包括：
- 毫米波雷达 ：工作波长约 8mm，最初用于机场交通管制和海上导航，具有高分辨率、高精度和小天线孔径等优势。但受技术限制，其发展曾受限，如工作频率增加时，电源输出和效率降低，导致接收器混频器和传输线损耗增加。不过，随着硬件设备的进步和算法的改进，毫米波雷达在无人系统中的应用日益广泛。它适用于 30 - 300GHz 毫米波频段，能在雾、烟、尘等恶劣天气（除大雨外）正常工作，可准确测量与障碍物的距离和速度，虽传输时有能量损失，但仍能满足前方车辆检测需求。此外，其体积小，广泛应用于地面无人移动平台，不仅可用于测距，还可用于主动成像和被动成像等。
- 激光雷达（Lidar） ：起源于立体摄影测量技术，随着科技发展和计算机的广泛应用，数字立体摄影测量逐渐成熟，相关软件和工作站也得到普及。基于激光的测距技术优势明显，能以二维或三维方式扫描激光束，高精度测量距离。激光雷达使用较高频率，可提供大量准确的距离信息，能同时满足精度和速度要求，尤其适用于移动机器人。它不仅能在环境光下工作，在黑暗中测量效果更佳。
- 红外传感器 ：第一代红外传感器距今已有 40