隨著輔助駕駛等技術的進步,汽車所凝聚的前沿科技越來越多,汽車正在從代步工具升級為高端的科技產品。
或許不斷有新車型在“日更”我們對技術的認知,但萬變不離其宗,自動駕駛的實現始終要圍繞環境感知、決策規劃、執行控制三個部分來進行。今天我們就從最基礎也最為重要的環境感知能力說起,來看一下那些幫助汽車“看清世界”的主流雷達技術。
從行業發展的整體角度看,應用在汽車上的主流雷達技術包括三種:激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達。汽車環境感知能力的實現,與這三者的應用密不可分。
激光雷達是通過發射信號和反射信號的對比,構建出點云圖,從而實現諸如目標距離、方位、速度、姿態、形狀等信息的探測和識別。在許多新聞圖片中,路測車輛頂部高大的配件通常就是激光雷達。
其優點在于抗源干擾能力強,分辨率和精度都比較高。但激光本身容易受到極端天氣的影響,并且對于顏色、圖案的識別能力很弱,不能通過激光雷達識別道路交通牌上的內容,加上居高不下的成本,因此激光雷達常見于前沿技術的測試中。
與激光雷達相比,毫米波雷達的應用則相對普及些。這種雷達的波長在1~10mm之間,具有較強的穿透性,可以輕易地穿透塑料等材質,受到天氣影響較小,可以勝任中段距離的探測工作,經常被安裝到汽車前方的保險杠上面。
超聲波雷達則是三者中最為常見的,目前在汽車領域已經被大面積應用。超聲波雷達的工作距離一般在3cm到3m之間。當遇到障礙物時,就會釋放超聲波,接著超聲波反射,我們就能獲取障礙物的具體距離。通常裝配在汽車的前后區域,也就是我們生活中常說的“倒車雷達”。
三種雷達技術被應用在不同的位置,可以在技術層面實現互補,為汽車和司機提供全面的環境反饋。
當前自動駕駛可謂是如火如荼,無論是新貴互聯網勢力還是老牌傳統車企,甚至是像華為這種擁有“核心技術”的企業,都在摩拳擦掌,準備在自動駕駛汽車領域大干一場。那么在火熱的自動駕駛汽車中,這些雷達又是如何應用的呢?
超聲波雷達的普及自然是意料之中,不僅是自動駕駛汽車,絕大多數新款汽車都已經配置,在倒車測距環節發揮著重要作用。
與此同時,毫米波雷達+攝像頭技術正在逐漸成為當前階段的“自動駕駛標配”。不過,馬斯克最近高調宣布特斯拉未來將放棄毫米波雷達方案,采用純視覺方式進行環境感知。這意味著汽車自身提供的環境數據有所減少,對駕駛決策的參與度將更高,用戶駕駛時更加省心。但這種組合是否也會成為一種新趨勢,還需要市場與時間進行檢驗。
相比而言激光雷達就不同了。目前市面上主流汽車廠商的態度仍然褒貶不一。部分車企認為激光雷達探測的實用性有限,對自動駕駛的發展來說意義不大,且因為成本相對較高,主動舍棄了相關技術的應用,如特斯拉、理想的主流車型中都沒有配備激光雷達。
也有部分車企選擇了積極擁抱激光雷達技術,如小鵬的新款汽車就采用了雙激光雷達+毫米波雷達的配置,蔚來的最新量產車型也搭載了激光雷達,實現了120°的視野和250米的探測范圍。兼顧了激光與毫米波雷達的特性,對中遠距離的環境感知更加精準,用戶在駕駛時獲取的信息更多,能夠收獲更安心的駕駛體驗。
對消費者來說,搭載激光雷達的電動汽車售價要略高,且因為器件的能耗上升,需要周邊能夠提供更多的充電樁等配套設施。因此這類車型比較適合經常在大中型城市駕車的用戶。而毫米波雷達的應用則相對成熟,環境適應性更好,用戶接受程度也更高,這也是兩種技術在現階段推廣的主要差別。
從這些代表性車企的選擇上看,雷達技術在自動駕駛汽車的應用還遠未到徹底定型的階段,留給消費者的選擇空間還是非常大的。未來一段時間,多樣化的技術搭配或許才是真正的主流,而你心中的最佳技術組合又是什么?歡迎留言評論告訴我們。
原文標題:【洞見芯趨勢】自動駕駛如何實現環境感知?主流汽車雷達技術盤點
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