自動駕駛技術(shù)正逐漸從科幻小說走進現(xiàn)實生活,而其中的關(guān)鍵技術(shù)之一就是傳感器融合,尤其是毫米波雷達與視覺系統(tǒng)的結(jié)合。這種融合方案為自動駕駛車輛提供了更為強大和可靠的感知能力,尤其是在高速巡航功能上表現(xiàn)出色。
毫米波雷達的特性
毫米波雷達通過發(fā)射毫米波段的電磁波并接收反射回來的信號來測量物體的距離、速度和角度。它具有以下顯著特性:
全天候工作:
不受光線條件限制,能在雨、霧、煙和灰塵環(huán)境中穩(wěn)定工作。
高穿透力:
能夠穿透一些非金屬物體和障礙物。
高分辨率:
新型4D毫米波雷達能夠提供更豐富的點云數(shù)據(jù),增強目標識別和分類能力。
視覺系統(tǒng)的優(yōu)勢
視覺系統(tǒng),主要指車載攝像頭,能夠提供豐富的顏色和紋理信息,適用于物體分類和識別。視覺系統(tǒng)的優(yōu)勢在于:
細節(jié)捕捉:
能夠捕捉到更加細致的視覺細節(jié),有助于進行物體的形狀和類別識別。
顏色識別:
能夠識別和區(qū)分不同顏色,有助于交通信號和標志的識別。
融合的必要性
單一傳感器系統(tǒng)存在局限性,例如攝像頭在光線條件不佳時性能下降,毫米波雷達在物體分類和識別上不如視覺系統(tǒng)精準等。
通過融合毫米波雷達和視覺系統(tǒng),可以互補兩者的優(yōu)勢,在高速巡航中實現(xiàn)更佳的自動駕駛感知功能:
提高準確性:
通過雷達提供的距離和速度信息輔助視覺系統(tǒng)進行更準確的物體檢測。
增強魯棒性:
在惡劣天氣或光照條件下,雷達可以作為視覺系統(tǒng)的有力補充。
提升安全性:
融合后的系統(tǒng)能夠更早地識別潛在危險,為自動駕駛車輛提供更多的反應(yīng)時間。融合方法
前融合:
在原始數(shù)據(jù)層面進行融合,將雷達的點云數(shù)據(jù)和攝像頭的圖像數(shù)據(jù)結(jié)合,共同輸入到處理算法中。
特征級融合:
在特征提取階段進行融合,雷達和視覺系統(tǒng)獨立提取特征后,再將特征合并進行后續(xù)處理。
決策級融合:
在決策階段進行融合,即兩種傳感器系統(tǒng)獨立完成物體檢測后,再綜合兩者的結(jié)果做出最終判斷。
應(yīng)用案例
在實際應(yīng)用中,毫米波雷達與視覺系統(tǒng)的融合已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于自適應(yīng)巡航控制(ACC)、前車碰撞預(yù)警(FCW)、自動緊急制動(AEB)等自動駕駛功能中。例如,特斯拉在售部分車型的自動駕駛系統(tǒng)就采用了攝像頭和雷達的融合方案,以實現(xiàn)其高速巡航的自動駕駛功能。
隨著技術(shù)的進步,毫米波雷達和視覺系統(tǒng)的融合方案將更加成熟和普及。未來的自動駕駛車輛將能夠?qū)崿F(xiàn)更高級別的自動駕駛功能,如高速公路的全自動駕駛。同時,隨著成本的降低和性能的提升,這種融合方案有望在全球更多車型中得到應(yīng)用。
總之,“毫米波雷達+視覺”的融合方案是實現(xiàn)自動駕駛高速巡航功能的關(guān)鍵技術(shù)之一,它通過整合兩種傳感器的優(yōu)勢,為自動駕駛車輛提供了更為強大和可靠的感知能力。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,我們有理由相信,這種融合方案將在未來自動駕駛領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。