自動(dòng)駕駛常用傳感器概要介紹
發(fā)布時(shí)間:2018-07-05 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】自動(dòng)駕駛技術(shù)涉及的環(huán)境感知傳感器主要包括視覺類攝像機(jī)(包括單目、雙目立體視覺、全景視覺及紅外相機(jī))和雷達(dá)類測(cè)距傳感器(激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等),如圖1所示。這些傳感器目前都可以找到開源的SDK快速開發(fā)。小可根據(jù)這幾年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn),特此整理了目前常用傳感器的一些API,方便初學(xué)者節(jié)省開發(fā)時(shí)間。
當(dāng)然,對(duì)于可以根據(jù)需求自主定制傳感器的土豪公司而言,本篇顯得多余,請(qǐng)繞行。本篇主要適用于自動(dòng)駕駛初級(jí)開發(fā)者,主要面向高校和科研院所的研究人員,以性能為主,較少考慮成本問題。筆者主要基于Linux系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā),所介紹的API均以Ubuntu14.04及以上版本為準(zhǔn)(4月份出Ubuntu18.04了,2年一個(gè)穩(wěn)定版本,值得期待)。
圖1 自動(dòng)駕駛主流傳感器
單目攝像機(jī)
首推AVT工業(yè)相機(jī),國(guó)內(nèi)代理商較多。包含的相機(jī)種類較為齊全,接口包括1394火線接口、網(wǎng)口接口等,價(jià)格從幾千元到幾萬元不等。
應(yīng)用:?jiǎn)文肯鄼C(jī)的應(yīng)用開發(fā)主要包括特征類符號(hào)的檢測(cè)與識(shí)別,如車道線檢測(cè)、交通標(biāo)志識(shí)別、交通燈識(shí)別、行人和車輛檢測(cè)等,基于機(jī)器學(xué)習(xí)的視覺計(jì)算在自動(dòng)駕駛普及之日一定會(huì)是必不可少的部分,盡管目前來說視覺檢測(cè)可靠性并不是很高,在以激光雷達(dá)為主要感知手段的自動(dòng)駕駛車輛中應(yīng)用并未達(dá)到預(yù)期。
圖2 路面及車輛識(shí)別
雙目攝像機(jī)
應(yīng)用于室外場(chǎng)景的雙目視覺確實(shí)不多見,筆者之前用過的bumblebee雙目也是應(yīng)用于室內(nèi)場(chǎng)景,之后接觸了ZED相機(jī)也是室內(nèi)比較好用(畢竟基線長(zhǎng)度固定了,就那么短!)。建議用于室外做視覺里程計(jì)或者識(shí)別類算法的,自行搭建雙目傳感器,在保證同步觸發(fā)的情況下,根據(jù)具體需求確定基線長(zhǎng)度。雙目視覺繞不開視差圖和雙目標(biāo)定,目前比較通用的雙目標(biāo)定做法是采用張正友法,利用Camera Calibration Toolbox進(jìn)行標(biāo)定,當(dāng)然,openCV中也集成了該方法,習(xí)慣C編程的可以看下,OpenCV經(jīng)典教材《學(xué)習(xí)OpenCV》中文版464頁至492頁有詳細(xì)內(nèi)容,更有代碼,不多說。
圖3 雙目立體視覺標(biāo)定
應(yīng)用:障礙物檢測(cè)可以,限于室內(nèi),結(jié)構(gòu)光,近距離;視覺里程計(jì)確實(shí)是目前比較好的應(yīng)用領(lǐng)域,用于路口定位等,各種開源SLAM技術(shù)中也都有應(yīng)用,如ORB SLAM2,《視覺SLAM十四講》有詳細(xì)介紹和應(yīng)用,好書,推薦一下。
全景相機(jī)
分為單鏡頭全景相機(jī)和多鏡頭拼接全景相機(jī)。筆者基于全景視覺的開發(fā)應(yīng)用不多(當(dāng)多目鏡頭使用,未完全發(fā)揮其全景優(yōu)勢(shì)),2015年騰訊做街景地圖的時(shí)候貌似見過他們車上裝著一個(gè)。
應(yīng)用:比較推薦用全景相機(jī)做視覺里程計(jì),視野范圍大,特征點(diǎn)關(guān)聯(lián)度高,個(gè)人始終覺得用全景視覺配合組合導(dǎo)航做高精度地圖重建是個(gè)不錯(cuò)的選擇,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛汽車車道級(jí)別定位,其他的沒有深入研究。
紅外相機(jī)
紅外相機(jī)應(yīng)該屬于視覺的另外一個(gè)門類,夜視效果比白晝效果好,可應(yīng)用于行人、車輛檢測(cè)等。以前覺得在激光雷達(dá)出現(xiàn)以后,紅外相機(jī)在自動(dòng)駕駛應(yīng)用中處于一個(gè)比較尷尬的地位,價(jià)格不菲且沒有激光雷達(dá)結(jié)果來的直接,使用之后發(fā)現(xiàn),在障礙物(如人)識(shí)別上,激光離散點(diǎn)云還是比不上空間上連續(xù)的圖像。另外,測(cè)試中驚奇的發(fā)現(xiàn),紅外相機(jī)具體可以捕捉玻璃上的人影!細(xì)思極恐!紅外相機(jī)在一定程度上可以對(duì)發(fā)熱體進(jìn)行區(qū)分,如路面、行人等,但畢竟需要后處理,沒有激光雷達(dá)利用絕對(duì)高度或者梯度進(jìn)行障礙物檢測(cè)來的直接。夜晚?xiàng)l件下可以替代彩色相機(jī),進(jìn)行前視障礙物檢測(cè)與監(jiān)控。
圖4 紅外視覺成像
毫米波雷達(dá)
適用于高速環(huán)境和編隊(duì)行駛,其他場(chǎng)景貌似沒有必要安裝。單買貴,批發(fā)便宜。使用過delphi的一款,應(yīng)該也是國(guó)內(nèi)應(yīng)用的比較多的,距離上最遠(yuǎn)到150米,分為單點(diǎn)跟蹤和多目標(biāo)檢測(cè)兩種工作模式,前者適用于編隊(duì)行駛過程中前車檢測(cè),后者適用于高速環(huán)境下的遠(yuǎn)距離目標(biāo)檢測(cè)。由于毫米波雷達(dá)的成像原理為錐面成像(相當(dāng)于從一點(diǎn)往外發(fā)散成一個(gè)錐面),依據(jù)錐面中障礙物的面積來推算障礙物,因而對(duì)于復(fù)雜場(chǎng)景,障礙物較為雜亂。而高速公路場(chǎng)景較為理想,道路環(huán)境好,車輛相對(duì)較少,適用于前方車輛的提前預(yù)警。(Tesla認(rèn)為視覺+毫米足夠支撐自動(dòng)駕駛系統(tǒng),個(gè)人相當(dāng)認(rèn)同,但是貌似算法上還需要推進(jìn)一步)
開發(fā):通過can收發(fā)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)格式較為簡(jiǎn)單,一般協(xié)議文件中都有定義,對(duì)can口開發(fā)沒有基礎(chǔ)也不要恐慌,相當(dāng)簡(jiǎn)單,買一個(gè)USBCAN轉(zhuǎn)換器,有Ubuntu系統(tǒng)下can接收數(shù)據(jù)的依賴庫(kù),之后的數(shù)據(jù)解析按照協(xié)議來即可。 激光雷達(dá)。
應(yīng)用:障礙物檢測(cè)主流,waymo、百度、各大傳統(tǒng)汽車廠商、各大創(chuàng)業(yè)公司、各大高校、研究院所……那么多自動(dòng)駕駛汽車頂上裝著的幾乎都是激光雷達(dá)(Tesla除外);高精度地圖重建與環(huán)境建模;SLAM等。
圖 多雷達(dá)融合
目前實(shí)際開發(fā)中筆者用到的傳感器就這么多,希望對(duì)于初學(xué)者有所幫助吧。對(duì)于設(shè)備選型有選擇困難癥的也可以私信我,多多交流。
推薦閱讀:
特別推薦
- 克服碳化硅制造挑戰(zhàn),助力未來電力電子應(yīng)用
- 了解交流電壓的產(chǎn)生
- 單結(jié)晶體管符號(hào)和結(jié)構(gòu)
- 英飛凌推出用于汽車應(yīng)用識(shí)別和認(rèn)證的新型指紋傳感器IC
- Vishay推出負(fù)載電壓達(dá)100 V的業(yè)內(nèi)先進(jìn)的1 Form A固態(tài)繼電器
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車載PoC電感器LQW32FT_8H系列
技術(shù)文章更多>>
- “扒開”超級(jí)電容的“外衣”,看看超級(jí)電容“超級(jí)”在哪兒
- DigiKey 誠(chéng)邀各位參會(huì)者蒞臨SPS 2024?展會(huì)參觀交流,體驗(yàn)最新自動(dòng)化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國(guó)電子展高端元器件展區(qū)
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動(dòng)器如何選型,一文告訴您
- 貿(mào)澤電子新品推薦:2024年第三季度推出將近7000個(gè)新物料
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
濾波電感
濾波器
路由器設(shè)置
鋁電解電容
鋁殼電阻
邏輯IC
馬達(dá)控制
麥克風(fēng)
脈沖變壓器
鉚接設(shè)備
夢(mèng)想電子
模擬鎖相環(huán)
耐壓測(cè)試儀
逆變器
逆導(dǎo)可控硅
鎳鎘電池
鎳氫電池
紐扣電池
歐勝
耦合技術(shù)
排電阻
排母連接器
排針連接器
片狀電感
偏光片
偏轉(zhuǎn)線圈
頻率測(cè)量?jī)x
頻率器件
頻譜測(cè)試儀
平板電腦