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自动驾驶传感器布置如何布置.docx

上传人:hh思密达 2022/4/15 文件大小:15 KB

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自动驾驶传感器布置如何布置.docx

文档介绍

文档介绍:自动驾驶传感器布置如何布置
前言:无人驾驶汽车的研究越来越多,各环境感知传感器的分布位置也不同,到底这些传感器要遵循一个什么样的布置原则?
智能驾驶汽车环境感知传感器主要有超声波雷达、毫米波雷达、激光雷
达为符合变道条件。随着左后方车辆高速接近,自动变道过程中安全距离不足,本车中途终止变道,返回本车道继续行驶。这种情况会干扰其他车辆的正常驾驶,存在安全隐患,也会给本车的乘员带来不安全感(见图 4)。

图 4:自动变道场景
要解决这个极端场景下智能驾驶汽车自动变道的安全问题,可以考虑增加一个 77 GHz 后向毫米波雷达,它的探测距离可以达到 150 m 以上,完全能满足这个场景中 83 m 的探测距离要求。当然,可以采用探测距离达到100 m 以上的 8 线激光雷达或摄像头( 如 Tesla 车型) 解决 24 GHz 毫米波雷达探测距离不足的问题,还可以通过控制算法设定车辆必须加速到一定车速才允许自动变道。
而前车安全距离要保证至少100米左右,也保证了车辆有足够的制动时间。
冗余度:谁都不希望把自己的生命交付给一个/种传感器,万一它突然失效了呢?所谓的冗余度,也可以划分为硬件冗余,或软件冗余。
如图1中,前方的障碍物有4类传感器覆盖,这样最大程度上保证前方障碍物检测不会漏检或者虚警。这属于硬件冗余。
再比如车道线检测。现阶段大量的对车道线的检测均是基于视觉(此处不讨论基于激光的传感器),对它的冗余则遵循3选2,或少数服从多数的选择。通过多支算法来保证识别的正确性。
算法设计上用到Sensor Fusion,下图是CMU的多传感器融合的障碍物检测/跟踪框架:

图5:CMU的障碍物检测、跟踪框架。主要分为两层,Sensor Layer负责收集各个传感器测量,并将其抽象为公共的障碍物特征表示;Fusion Layer接收障碍物特征表示,输出最终的
障碍物结果(位置、速度、类别等)。
除了要保证覆盖和冗余度,当然在实际安装中,还要符合每个传感器和车辆的安装条件。比如把激光雷达放置在高处,增大了扫描的面积。
智能驾驶车辆的传感器中,以需要考虑因素较多的毫米波雷达布置为例进行介绍。
毫米波雷达的位置
毫米波雷达的位置
(1)正向毫米波雷达
正向毫米波雷达一般布置在车辆中轴线,外露或隐藏在保险杠内部。雷达波束的中心平面要求与路面基本平行,考虑雷达系统误差、结构安装误差、车辆载荷变化后,需保证与路面夹角的最大偏差不超过5°。
另外,在某些特殊情况下,正向毫米波雷达无法布置在车辆中轴线上时,允许正 Y 向最大偏置距离为 300 mm,偏置距离过大会影响雷达的有效探测范围。
(2)侧向毫米波雷达
侧向毫米波雷达在车辆四角呈左右对称布置,前侧向毫米波雷达与车辆行驶方向成45° 夹角,后侧向毫米波雷达与车辆行驶方向成30° 夹角,雷达波束的中心平面与路面基本平行,角度最大偏差仍需控制在5° 以内。

图 6:毫米波雷达位置
(3)毫米波雷达的布置高度