自動(dòng)駕駛是汽車誕生以來，人們追求的藍(lán)圖，設(shè)想未來的汽車無人駕駛招手既停，快捷方便，為人們的出行帶來巨大的改變，也大大解放了人類的出行時(shí)間。近幾年，各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭，新興科技公司，傳統(tǒng)車廠，都在這方面投入了巨大的熱情，并成功研發(fā)出來能成功上了的無人駕駛汽車。那這樣的汽車需要哪些基礎(chǔ)技術(shù)支持呢？

自動(dòng)駕駛的必要“耳朵”雷達(dá)傳感器

在自動(dòng)駕駛汽車的技術(shù)發(fā)展過程中，自動(dòng)駕駛的汽車對(duì)周邊環(huán)境的感知與理解，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的基本前提，所以要實(shí)現(xiàn)要自動(dòng)駕駛的基礎(chǔ)是各種各樣的傳感器的協(xié)調(diào)工作，才能讓汽車“眼觀六路耳聽八方”，只有準(zhǔn)確及時(shí)的感知到車輛周圍的道路、其他車輛、行人等信息，自動(dòng)駕駛汽車的駕駛行為才會(huì)有可靠的決策依據(jù)。

自動(dòng)駕駛的“耳朵”就是車上的雷達(dá)傳感器，雷達(dá)最初是為軍事和航空電子應(yīng)用開發(fā)的。在汽車上較常用的是毫米波雷達(dá)，毫米波雷達(dá)的工作頻率介于30~300GHz之間，波長介于厘米波和光波之間，所以，毫米波雷達(dá)兼具微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)，穿透力強(qiáng)，具有全天候。全天時(shí)的特點(diǎn)，但是大雨天氣毫米波雷達(dá)的性能會(huì)大大下降，而且毫米波是重要的雷達(dá)頻段，在很多場(chǎng)合受到的干擾較大。

第一個(gè)用于汽車的雷達(dá)傳感器是在大約40年前的研究項(xiàng)目中開發(fā)的，但直到1998年才將雷達(dá)傳感器運(yùn)用到商用汽車項(xiàng)目，起初雷達(dá)傳感器用于自適應(yīng)巡航控制，后來，前車碰撞預(yù)警也被加入進(jìn)雷達(dá)傳感器。

雷達(dá)傳感器的應(yīng)用范圍廣泛，多種多樣，在汽車應(yīng)用中，主要使用調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達(dá)，F(xiàn)MCW雷達(dá)使用間接距離或氣行時(shí)間測(cè)量，使用發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)之間的頻率差作為間接測(cè)距手段。

由于普通雷達(dá)傳感器受天氣影響的原因，技術(shù)升級(jí)為激光雷達(dá)傳感器和超聲波傳感器的應(yīng)用，這樣就解決了自動(dòng)駕駛汽車受天氣制約的局限性，讓自動(dòng)駕駛汽車真正具有全天候的應(yīng)用。

編輯總結(jié)：雷達(dá)傳感器是自動(dòng)駕駛汽車的基礎(chǔ)技術(shù)配件，其重要性不言而喻，沒有雷達(dá)就如同聾子，用來感知周圍的物體，行人或者車輛，測(cè)定相對(duì)位置，再通過其他傳感器讓汽車采取相應(yīng)的措施，如最初的自適應(yīng)巡航、前車碰撞預(yù)警等都是由雷達(dá)傳感器參與完成。自動(dòng)駕駛的雷達(dá)都用更高級(jí)的反應(yīng)速度更快的激光雷達(dá)和能在惡劣天氣環(huán)境下使用的超聲波傳感器，這樣就解決了雷達(dá)的精度和全天候的駕駛問題，讓自動(dòng)駕駛汽車無往而不利。

精度更高更可靠的激光雷達(dá)

普通雷達(dá)傳感器可用于汽車的自適應(yīng)巡航控制或者前車碰撞預(yù)警等場(chǎng)景，對(duì)于毫米波雷達(dá)來說這樣的工作完全可以勝任，但它受到天氣的影響較大，例如，大于天氣這樣的雷達(dá)的性能會(huì)大打折扣，這對(duì)于無人值守的自動(dòng)駕駛汽車是致命的，一下大雨因精度下降它就不得不罷工了。所以就要求技術(shù)更高的設(shè)備，這就是激光雷達(dá)傳感器。

激光雷達(dá)（LIDAR）是一種測(cè)量距離的遙感技術(shù)。這種技術(shù)原理是用激光照射目標(biāo)物體，并用檢測(cè)器來分析反射光，以此來測(cè)量距離。LIDAR一詞是光探測(cè)和測(cè)距（Light Detection and Ranging）的縮寫，同時(shí)也可以看作是“光”及“雷達(dá)”的合成詞。激光雷達(dá)傳感器有多種用途，其不同之處在于如何分配激光以及如何分析反射光。

激光雷達(dá)采用主動(dòng)測(cè)距法，接收到的是物體反射回來的激光脈沖，激光雷達(dá)直接測(cè)量被測(cè)物體到雷達(dá)的距離，與立體視覺復(fù)雜的視差深度轉(zhuǎn)換算法相比更為直接，而且測(cè)距更為準(zhǔn)確。激光雷達(dá)還具有視角大、測(cè)距范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

激光雷達(dá)傳感器在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用包括以下幾個(gè)方面

障礙物檢測(cè)：激光雷達(dá)感知技術(shù)中障礙物檢測(cè)研究最多，一般是通過測(cè)量汽車前方的物體高度信息來確定障礙物的分布。

動(dòng)態(tài)障礙物跟蹤：基于激光雷達(dá)的動(dòng)態(tài)障礙跟蹤是環(huán)境理解的重要組成部分，在日常環(huán)境中，主要包括行人跟蹤和車輛跟蹤。

環(huán)境重建：隨著激光雷達(dá)的普及和精度的提高，基于激光雷達(dá)的三維重建和即時(shí)定位與地圖構(gòu)建的研究近年來也取得了一系列的進(jìn)展和成果。

編輯總結(jié)：激光雷達(dá)具有精度高、視角大、測(cè)距范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，由于激光雷達(dá)脈沖在一定距離外會(huì)開始擴(kuò)散，而且半透明物體也可進(jìn)行部分反射， 如車窗、下雨、霧天都會(huì)引起水滴對(duì)脈沖的某些反射，造成反射信號(hào)中的噪聲。激光雷達(dá)通常通過調(diào)整發(fā)射功率及接收器敏感度來降低這種影響。

自動(dòng)駕駛的“眼睛”攝像頭

自動(dòng)駕駛汽車的只要“耳朵”雷達(dá)還不足以完成完美的安全駕駛?cè)蝿?wù)，還需要“眼睛”來協(xié)同工作才能更好的完成自動(dòng)駕駛，這只眼睛就是自動(dòng)駕駛汽車上的攝像頭，我們來看看它是怎么工作的和它的特點(diǎn)。

攝像頭在汽車上的應(yīng)用，目前主要有單目和雙目攝像頭兩種類型。簡(jiǎn)單的講，單目攝像頭的測(cè)距原理是先通過圖像匹配進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別（各種車型、行人、物體等），識(shí)別出物體的具體輪廓，特別是寬度，根據(jù)傳感器的尺寸，再通過目標(biāo)在圖像中的像素大小估算目標(biāo)距離。這就要求在估算距離之前首先對(duì)目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，判斷是汽車還是人，是貨車、SUV還是小轎車。準(zhǔn)確識(shí)別是準(zhǔn)確估算距離的第一步。要做到這一點(diǎn)，就需要建立并不斷維護(hù)一個(gè)龐大的樣本特征數(shù)據(jù)庫。保證這個(gè)數(shù)據(jù)庫包含待識(shí)別目標(biāo)的全部特征數(shù)據(jù)。而雙目攝像頭就是利用兩幅圖像的視差直接對(duì)前方霧天測(cè)量距離，無需判斷物體的類型。理論上。雙目攝像頭的精度可達(dá)毫米級(jí)，而且雙目攝像頭計(jì)算距離所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)低于單目攝像頭。

攝像頭的致命弱點(diǎn)是對(duì)外部光源的依賴，低照度或者夜晚光線弱的情況下，攝像頭的性能會(huì)迅速下降，另外，正對(duì)陽光，出入隧道，都使攝像頭有瞬間“失明”發(fā)生，雖然只有短短幾秒，也是相當(dāng)危險(xiǎn)的，還有，雨雪霧霾等惡劣天氣也讓攝像頭無用武之地。攝像頭是迄今為止所采用的最密集的感測(cè)模式，而且成本價(jià)低的感測(cè)技術(shù)。

編輯總結(jié)：自動(dòng)駕駛的感測(cè)傳感器不僅僅限于雷達(dá)和攝像頭，在科技技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代肯定會(huì)有更完美的方案來解決自動(dòng)駕駛汽車感測(cè)的盲點(diǎn)問題，或者利用多方位的感測(cè)技術(shù)互相協(xié)調(diào)互補(bǔ)的方式，完成自動(dòng)駕駛的感測(cè)周圍一切的任務(wù)，確保無論什么環(huán)境都會(huì)100%識(shí)別，達(dá)到完美的駕駛模式。