无人驾驶之传感器

最新推荐文章于 2024-12-26 23:11:20 发布

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#c/c++ #前端 #ViewUI

1.车载传感器

1.SELF/ GPS

2.AIR sensor：雷达，激光，超声，相机

3.天线/DSRC协议（还有SAE J2735 BSM协议）：V2V，V2I（V2X）

4.Beacon/OBU：V2I

其中，AIR sensor主要包括：

距离传感器：雷达。radar，radio detection and ranging无线电探测和测距。雷达频段分，可分为超视距雷达、微波雷达、毫米波雷达以及激光雷达等。其中无人驾驶常用雷达为：毫米波雷达，激光雷达，超声雷达。

光学传感器：车载摄像头

位置传感器：IMU，GNSS

	超声雷达	激光雷达	毫米波雷达
本质	机械振动波	电磁波，光粒子发射	电磁波，电磁辐射
频率	40kHz		10-200GHz
范围
优点
缺点
应用

2.超声雷达

2.1工作原理

2.1.1 距离测量：TOF

2.1.2 位置测量（角度测量）:三角定位

2.2 数学模型

α——超声波雷达的探测角，一般UPA的探测角为120°左右，APA的探测角比UPA小，大概为80°。

β——超声波雷达检测宽度范围的影响因素之一，该角度一般较小。UPA的β角为20°左右，APA的β角比较特殊，为0°。

R——超声波雷达检测宽度范围的影响因素之一，UPA和APA的R值差别不大，都在0.6m左右。

D——是超声波雷达的最大量程。UPA的最大量程为2米~2.5米，APA的最大量程至少是5米，目前已有超过7m的APA雷达在业内使用。

2.3 应用场合：泊车（APA，AVP）；高速巡航（Tesla）

2.4 企业

1.博世

2.法雷奥：路虎、起亚、大众途安

3.同致电子：上海通用、上海大众、东风日产、上海汽车、神龙汽车、奇瑞汽车、吉利汽车、福特汽车

4.奥迪威

3.毫米波雷达

3.1原理：TOF（不实用，时间太短），FMCW（实用）

3.1.1 距离测量

当目标物体是相对静止的，发射信号碰到目标物体后被反射回来，产生回波信号，回波信号与发射信号形状相同，只是在时间上延迟了τ（τ=2R/c），式中：R-目标物体的距离；c-光速。

发射信号与回波信号的频率差即为混频输出的中频信号频率f0，根据相似三角形的关系，由上图（a）可以得出：

从上式中可以看出，在调制周期T 和调频带宽确定的情况下，目标距离与LFMCW 雷达前端混频器输出的中频信号频率成正比，这就是目标物体处于相对静止的情况下LFMCW 雷达测距原理。

从上图中可以看出，三角波的上升沿和下降沿中频信号的频率可分别表示如下：

fb+=f0 -fd

fb-=f0 +fd

上两式中为目标物体相对静止时中频信号的频率，为多普勒频移。由距离公式R和多普勒频移公式可得：

由上述公式可以看出，毫米波雷达信号中频频率fb的确定是求出R、V的关键。

3.1.2 近似定位：波束角小（3-5°）

3.2 应用

3.2.1 SRR(24GHz）

1.BSD-盲点检测-10m

2.LCA-变道辅助-70m

3.PA-泊车辅助-5m

4.S&G-自动跟车-70m

5.PCTA-倒车警示-70m

6.AEB-自动紧急刹车

3.2.2 LRR（70GHz）

1.ACC-自适应巡航-150-200m

2.FCW-安全车距预警

3.3 应用示例

新奥迪A4采用5个毫米波雷达（1长+4短），奔驰的S级采用7个毫米波雷达（1长+6短）。

以自动跟车型（Stop & Go）ACC功能为例，一般需要3个毫米波雷达。车正中间一个77GHz的LRR，探测距离在150-250米之间，角度为10度左右；车两侧各一个24GHz的MRR，角度都为30度，探测距离在50-70米之间。AEB是最有实际意义的ADAS功能，未来会成为中高档汽车的标配，需要1个77GHz LRR。