前驻车雷达的真实感受:知乎大V深入解读
前驻车雷达的真实感受:知乎大V深入解读比超声波雷达再往上升个级的就是毫米波雷达,目前常用的主流汽车频段有两种:按工作频率分类,超声波雷达常用的有40kHz、48kHz和58kHz三种频率,频率越高,灵敏度越高,探测角度越小。超声波雷达每个车的保险杠上会有好几个才能保证覆盖足够的角度。这些智能化的汽车没有像人一样长着眼睛和耳朵,只能通过传感器来识别外界环境,然后运用人工智能来进行决策和执行,进行ADAS辅助及无人化智能驾驶。车上的传感器主要包括超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达和摄像头,其中激光雷达在探测距离、精准性等方面,相比毫米波雷达具有一定的优势,是目前的热门。现在的汽车上基本上都有超声波雷达,通过收发超声波,超声波雷达能以1-3厘米精度测算0.2-5m范围内障碍物,距离并不是很长,但倒车雷达和自动泊车这种功能是离不开它的。
雷达这个东西,是在二战前诞生的。当时北大西洋出现大雾等能见度低的恶劣天气后,船只有碰撞的危险,于是英国人和德国人都开始秘密研究。
那时伦敦上空的鹰就是用布置在海岸线上巨大的雷达天线来探测德国轰炸机群的。雷达的工作原理是用一定波长的电波发射出去,如果电波反射回来,就可以被接收器收到,从时间来判断反射物体的距离。
不过,电波的波长不一样,探测的距离和抗干扰能力也不一样。
一提起雷达,大家可能首先想到的是那些摇头晃脑的大块头军用雷达,但其实我们的智能化汽车已经开始大规模地使用雷达了。
这些智能化的汽车没有像人一样长着眼睛和耳朵,只能通过传感器来识别外界环境,然后运用人工智能来进行决策和执行,进行ADAS辅助及无人化智能驾驶。
车上的传感器主要包括超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达和摄像头,其中激光雷达在探测距离、精准性等方面,相比毫米波雷达具有一定的优势,是目前的热门。
现在的汽车上基本上都有超声波雷达,通过收发超声波,超声波雷达能以1-3厘米精度测算0.2-5m范围内障碍物,距离并不是很长,但倒车雷达和自动泊车这种功能是离不开它的。
按工作频率分类,超声波雷达常用的有40kHz、48kHz和58kHz三种频率,频率越高,灵敏度越高,探测角度越小。超声波雷达每个车的保险杠上会有好几个才能保证覆盖足够的角度。
比超声波雷达再往上升个级的就是毫米波雷达,目前常用的主流汽车频段有两种:
24GHz用于短中距离大约15-30米,一般放在汽车的后保险杠里,做盲点监测、变道辅助;
77GHz的用于100-200米长距离雷达,主要装在车辆的前保险杠里,功能是来探测与前车的距离以及前车的速度,实现的主要是防撞、紧急制动、自动跟车等主动安全领域的功能。
毫米波雷达的抗干扰能力比较强,各种复杂的天气情况下可靠性比较高。
摄像头测距能力不足,且易受极端天气、光线、污染的影响,搭配毫米波雷达一起用会好很多,因为毫米波雷达对速度的感知是通过多普勒效应来实现的。现在量产毫米波雷达检测到的物体依然缺少高度信息,像一个平面桌游,如果有不太高或者比较高的障碍物,系统也会把这些东西反射回来的回波当成杂波处理掉。可有的时候很多危险就藏在这些被处理掉的杂波里,于是激光雷达隆重登场了。
激光雷达和其他雷达区别是,普通雷达发射的是无线电波,而激光雷达发射的是激光光束。
名称也是专用的,叫Lidar:
Li:Light
D:Detection
A:and
R:Ranging
首先激光雷达的探测视角很大,能实现360度无死角,比其他雷达强,比如超声波雷达最大能到120度,毫米波雷达一般到70度。激光雷达因此能到处发射激光束来测量外界物体轮廓及距离,然后用点云,也就是大量的点形成的立体模型制出3D环境地图,实现三维建模,比雷达的平面构图要好,也比摄像头通过计算机把两维转化成三维的也要有优势。
另外激光雷达脉冲在一定距离外会开始扩散,且半透明物体也可进行部分反射,车玻璃和雨水对脉冲也有一定程度的反射,会造成反射信号中的杂波。所以激光雷达通常通过调整发射功率及接收器敏感度来降低这种影响。
不过目前阻碍激光雷达发展的一个因素是价格太高,尤其是1550nm,里面的激光二极管要用到一种叫铟镓砷的材料还是不便宜,因为为了提高功率,波长从905上升到1550nm,用普通的硅基材料就抗不住了。这使得激光雷达虽然已经从几万美元下降到几千美元,甚至一千美元以内,但距离能上普通汽车还是有距离。不过现在各大企业和创新公司都在摩拳擦掌,相信在过一段时间,激光雷达大规模运用即将到来。
其中1550nm波长的激光雷达是成本非常高的,带来的好处也是显而易见,而且能在复杂天气条件下有足够的探测距离。这也补齐了高清摄像头在光线和能见度比较差的情况下探测的问题。所以激光雷达和高清摄像头在性能上进行互补、双备份,确保车辆在全天候情况下都能有优异的表现。而前段时间刚刚亮相过的R汽车ES33拥有33个高性能感知硬件,无死角全方位感知。搭载了Luminar 1550nm激光雷达以及4D成像雷达,拥有超过500m的识别距离,能见度再低的恶劣天气也能放心往前开。
更厉害的是, 除了雷达,R汽车打造的是全栈自研的高阶智驾方案 PP-CEM™,构建全天候、全场景、超视距、多维度的六重融合式感知体系。也就是说,上面说的这么多雷达的功能在R汽车的智驾方案中做了全面融合。虽然这款车暂时还未上市,但目前已开放盲订!