文档介绍：自动驾驶技术
现状
目前运用在汽车自动驾驶上的测距方法:
1 超声波距离测距
2 毫米波雷达长距离测距
3 摄像系统测距
4 激光雷达测距
1 .超声波距离测距
原理:超声波发射器不断发出一系列连续的脉冲,并给测量逻辑电路提供一个短脉冲。超声波接收器则在接收到遇障碍物反射回来的反射波后,也向测量逻辑电路提供一个短脉冲。最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理,自动计算出车与障碍物之间的距离。
1 .超声波距离测距
特点:超声波测距原理简单,成本低、制作方便,但其在高速行驶的汽车上的应用有一定局限性,这是因为超声波的传输速度受天气影响较大,不同的天气条件下传播速度不一样;另一方面是对于远距离的障碍物,由于反射波过于微弱,使得灵敏度下降。故超声波测距一般应用在短距离测距,最佳距离为4~5米,一般应用在汽车倒车防撞系统上。
2 .毫米波雷达长距离测距
原理:雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的。汽车上应用的雷达采用的是30GHz以上的毫米波雷达。毫米波频率高、波长短,一方面可缩小从天线辐射的电磁波射束角幅度,从而减少由于不需要的反射所引起的误动作和干扰,另一方面由于多普勒频移大,相对速度的测量精度高。
2 .毫米波雷达长距离测距
特点:
(1)是探测性能稳定。它不易受对象表面形状和颜色的影响,也不受大气流的影响。
(2)是环境适应性能好。雨、雪、雾等对之干扰小。作为车载雷达,目前适用的主要有脉冲多普勒雷达、双频CW雷达和FM雷达三种。应用雷达测距,需要防止电磁波干扰,雷达彼此之间的电磁波和其他通信设施的电磁波对其测距性能都有影响。毫米波雷达主要应用于防撞,以避免高速公路上发生追尾碰撞。
3. 摄像系统测距
原理:为获得目标三维信息,模拟人的双目视觉原理,利用间隔固定的两台摄像机同时对同一景物成象,通过对这两幅图像进行计算机分析处理,即可确定视野中每个物体的三维坐标,这一系统称为双目摄像系统。
3. 摄像系统测距
特点:双目摄像系统模仿人体视觉原理,测量精度高。但目前价格较高,同时由于受软件和硬件的制约,成象速度较慢。
4. 激光雷达测距
激光测距装置是一种光子雷达系统,它具有测量时间短、量程大、精度高等优点,在许多领域得到了广泛应用。
目前在汽车上应用较广的激光测距系统可分为非成象式激光雷达和成象式激光雷达。
非成象式激光雷达
非成象式激光雷达根据激光束传播时间确定距离。它的工作原理是:从高功率窄脉冲激光器发出的激光脉冲经发射物镜聚焦成一定形状的光束后,用扫描镜左右扫描,向空间发射,照射在前方车辆或其他目标上,其反射光经扫描镜、接收物镜及回输光纤,被导入到信号处理装置内光电二极管,利用计数器计数激光二极管启动脉冲与光电二极管的接收脉冲间的时间差,即可求得目标距离。利用扫描镜系统中的位置探测器测定反射镜的角度即可测出目标的方位。