《電子技術(shù)應(yīng)用》
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ADI:毫米波雷達(dá)、LiDAR和慣性元件是無人駕駛關(guān)鍵傳感器

2019-01-13
關(guān)鍵詞: 性測量 LIDAR 毫米波雷達(dá) ADI

  2019年,隨著汽車的ADAS技術(shù)開始向無人汽車技術(shù)演進(jìn),更多的傳感器技術(shù)將被引用。

  毫米波雷達(dá),激光雷達(dá)(LiDAR)和慣性測量元件等技術(shù)將會導(dǎo)入到試驗(yàn)車上,以便讓汽車可以進(jìn)行更好獲取外界信息并進(jìn)行準(zhǔn)確及快速決策。

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  自動(dòng)駕駛汽車的三個(gè)傳感器改進(jìn)領(lǐng)域是毫米波雷達(dá),激光雷達(dá)和慣性測量單元。 (圖片來源:ADI公司)

  “在某種程度上,我們可能會看到這些技術(shù)在受限環(huán)境的車輛中實(shí)施,例如地理圍欄區(qū)域的機(jī)器人出租車等?!盇DI公司自動(dòng)駕駛和汽車安全副總裁Chris Jacobs指出。“又或者只在天氣條件良好的環(huán)境中進(jìn)行測試?!?/p>

  新技術(shù)與現(xiàn)有傳感器系統(tǒng)相比具有顯著改進(jìn)。他們包括:

  毫米波雷達(dá):毫米波雷達(dá)通常在77/79 GHz范圍內(nèi)工作,可以完成普通的24 GHz雷達(dá)傳感器無法做到的事情,其中最重要的是物體識別。

  “雷達(dá)通常會告訴你某些東西存在,但你無法知道它是自行車,人還是半卡車,”Jacobs說: “毫米波雷達(dá)可以讓你開始區(qū)分這些東西。”

  自動(dòng)駕駛汽車的開發(fā)人員認(rèn)為這是重要的第一步,因?yàn)椴捎煤撩撞ɡ走_(dá)之后,物體識別更快,例如,如果車輛識別出其路徑中的坑洞,則可以采取更早的規(guī)避行動(dòng)。

  毫米波雷達(dá)還使車輛能夠計(jì)算進(jìn)入其路徑的障礙物的切向速度,使其能夠確定是否即將發(fā)生碰撞。Jacobs說,傳統(tǒng)雷達(dá)無法做到這一點(diǎn)。“我們需要給汽車留出更多反應(yīng)時(shí)間,所以我們認(rèn)為毫米波雷達(dá)將成為關(guān)鍵?!?/p>

  1500nm LiDAR:下一代LiDAR系統(tǒng)將采用1,500 nm的光波長而不是傳統(tǒng)的900 nm波長,使它們能夠看到更遠(yuǎn)的物體。

  “它將比當(dāng)今激光雷達(dá)提升四倍監(jiān)測范圍?!盝acobs說:“可以在150到200米的路面上看到一個(gè)輪胎或一塊木頭。而且你將能夠更快地做出之后的預(yù)判?!?/p>

  目前LiDAR最重要的是成本問題,新一代激光雷達(dá)采用更昂貴的雷達(dá)系統(tǒng)。此外,它的光電探測器是在直徑為2英寸的銦化鎵晶圓上制造的,這種晶圓不適合汽車規(guī)模生產(chǎn)。

  Jacobs認(rèn)為,1500nm技術(shù)是未來更有效傳感器。他說,這就是許多OEM現(xiàn)在開始投資該技術(shù)的原因。 “你可能不會在2019年看到1,500nm技術(shù)的積極部署,但不久之后,我們將開始看到一些新應(yīng)用出現(xiàn)。”

  自主級慣性測量單元:使用陀螺儀和加速度計(jì)的慣性測量單元(IMU)長期存在于車輛中,但汽車制造商已經(jīng)開始為自動(dòng)駕駛汽車制造新型IMU。

  這些自動(dòng)級IMU的關(guān)鍵優(yōu)勢是增強(qiáng)了航位推算測量的能力。在其他系統(tǒng)毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和GPS不穩(wěn)定的時(shí)刻,航位推算是汽車“看到”前進(jìn)道路的關(guān)鍵。例如,當(dāng)車輛從陽光照射的環(huán)境移動(dòng)到昏暗的隧道時(shí)就是這種情況。在這樣的時(shí)刻,雷達(dá)和激光雷達(dá)可能會在幾分之一秒內(nèi)不穩(wěn)定,GPS接收可能會丟失。然而,使用先進(jìn)的基于加速度的IMU,車輛不會失去方向。

  新型IMU與通常應(yīng)用于電子穩(wěn)定控制的現(xiàn)有IMU之間的關(guān)鍵區(qū)別在于它們的偏移漂移。相對目前汽車級IMU,而新的IMU漂移將更加穩(wěn)定,從而航線更加穩(wěn)定。

  Jacobs說,這種差異可以挽救生命?!拔覀兿嘈牛诓环€(wěn)定的感知傳感器的情況下,保持你的汽車在車道上前進(jìn),這絕對是至關(guān)重要的。使用新的傳感器,即便失去了所有外部輸入,仍然能保持足夠的精準(zhǔn)度?!?/p>

  “這些測試將使公眾有機(jī)會實(shí)際看到該技術(shù)的應(yīng)用,這是一個(gè)非常重要的步驟,因?yàn)樗苯訒婕跋M(fèi)者對先進(jìn)技術(shù)的接受度,必須有足夠的實(shí)踐證據(jù)證明這些技術(shù)可以發(fā)揮作用,而我們需要以安全的方式展示它們的效果?!盝acobs說道。


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