estimaciones de distancia de conducción inteligente
Para garantizar la seguridad de los vehículos autónomos, lo que significa que los vehículos autónomos en marcha el proceso no golpea ninguna persona o cosa, por lo que el vehículo está en movimiento necesidad de saber la distancia entre el objeto y su rodea el propio vehículo. Para lograr este objetivo, es necesario medir de antemano la distancia entre el vehículo y el vehículo delante de un obstáculo, con el fin de garantizar la seguridad de la conducción automática de un coche.
sistema de piloto automático dependerá de la información de posición exacta, fiable y continua de otros participantes en el tráfico por carretera, estos participantes incluyen el tráfico: peatones, bicicletas y otros vehículos. Por lo general, resolver este problema es el uso de sensores de medición de distancia en el vehículo. Radar, lidar y un sistema basado en la visión pueden detectar un objeto dentro de la línea de visión. Estos sensores no cooperativos contraste, la estrategia de colaboración es seguir el sensor de todos los participantes estimados manera activa la información de posición relativa. El método puede ser utilizado basado en la comunicación de colaboración compensar la obstrucción de distancia del vehículo camión medición de rango de detección del sensor, la visualización de los defectos y las instalaciones de ángulo. Integración de estrategias de colaboración y estrategias no coordinadas a considerar desde la perspectiva de la colocación de precisión y robustez parece ser capaz de obtener el máximo beneficio. Una tecnología de sensor de posicionamiento y medición de la distancia relativa de destino puede resumirse como la siguiente figura, en primer lugar en dos categorías: no cooperativo y cooperativo posicionamiento posicionamiento. posicionamiento no cooperativa que comprende: radar, escáneres láser, y cámara de visión TOF; Collaborative localizar comprende: un repetidor basada en van (señal de radiofrecuencia directamente de conformidad con la distancia relativa estimada) basado en el posicionamiento relativo de GNSS (GNSS transmiten a través de la comunicación la información relacionada con la localización medido, incluyendo la información de ubicación y el original GNSS GNSS obtiene solucionador, como pseudodistancias).
Hay varias maneras de lograr la estimación de la distancia del coche de conducción automática, que deberán regirse por los siguientes principios:
① Este método tiene la precisión y la estabilidad; ② resolverse sobre la base de diferentes soluciones de hardware y software; ③ el uso de sensores de diferentes obras; ④ en hacer la investigación, suposiciones a priori a ser tan pequeño como sea posible.
El principal método de estimación de la distancia vehículo autónomo se consigue usando un sensor (como cámaras, radar, etc.) alrededor del vehículo detectado distancia del objeto, de tal modo realizando fines de estimación de distancia. Los métodos se resumen de la siguiente manera:
1. la estimación de la distancia basada en el radar de onda milimétrica de radar de onda milimétrica es técnicamente muy madura, de crucero adaptativo campo de inicio más temprana aplicada. Después de la puesta en marcha del programa en el Infineon 24GHz de radar de un solo chip, el radar de ondas milimétricas se aplica a cada módulo de la ADAS, a escala global, los envíos de radar de ondas milimétricas llegaron a diez millones. En la estimación de la distancia vehículo autónomo se utilizan en el radar de onda milimétrica como el sensor, a la identificación de obstáculos y la ubicación de trabajo circundante. Hoy en día, la cuota de radar de onda milimétrica de los mercados mundiales es un importante proveedor de primera monopolio extranjero de nivel, tales como Bosch, Continental, etc., y con el desarrollo del mercado interno, tales como los proveedores nacionales de coche de dominio en chino también en el diseño milímetro de onda esfuerzo de desarrollo del radar. Según las estadísticas, el tamaño del mercado interno de 2018 radar de onda milimétrica cerca de 70 millones, hasta más del doble en 2017, mientras que en el año 2020 se espera que sea aproximadamente 24 mil millones para el año 2025 se espera que sea de aproximadamente 32 mil millones. radar de onda milimétrica, funcionando en la banda de ondas milimétricas es decir, la detección por radar, y su esencia es una onda electromagnética, una longitud de onda de alrededor de 110 mM, radar de onda milimétrica emitida por la onda milimétrica, y después de recibir un eco, de acuerdo con la diferencia de tiempo medida entre la transmisión y la recepción la ubicación y la distancia del obstáculo delante. El método de estimación de la distancia basada en el radar de onda milimétrica, método de modulación FMCW principalmente para medir la distancia, su diagrama esquemático se muestra a continuación:
El principio es una señal formada por un oscilador varía de forma continua, para la señal recibida y la señal emitida forma la diferencia de frecuencia entre ellos, y mostró una diferencia entre el tiempo de transmisión y la hora de recepción de la diferencia de frecuencia de onda milimétrica correlación lineal, sólo la medición de diferencia de frecuencia, la medición se puede lograr en parte delantera del vehículo y se calcula la distancia del objeto.
ADAS ampliamente en aplicaciones de radar de ondas milimétricas, principalmente para la emergencia automática de frenado (AEB), advertencia de colisión frontal (la FCW), carril de control activo (ALC), monitoreo de punto ciego (BSD), la asistencia de cambio de carril (LCA) y similares, que tienen cierta capacidad anti-interferencia, fácil de penetrar la lluvia y la nieve, la adaptabilidad mejor, puede trabajar todo el día, la tecnología es relativamente maduro, de bajo costo y otras ventajas. Pero también tiene una baja resolución insuficiente. radar de onda milimétrica ha convertido en un vehículos autónomos indispensables distancia del sensor principal estimada.
2. Sobre la base de estimaciones del radar de láser
con el piloto automático evolución del coche, radar láser debido a su ambiente único de modelado en 3D se ha convertido en los vehículos más autónomas y L3 sensor esencial. A partir de la mecánica para el sólido mixto, al radar láser de estado sólido puro, radar láser del costo con el desarrollo de la tecnología en la reducción continua, es el desarrollo hacia la miniaturización, ASIC dirección integrado, será la parte de núcleo del sensor de piloto automático. categorías Lidar como se muestra a continuación:
En la actualidad la mayoría de los vehículos autónomos es un radar de vehículo de prueba mecánica láser, pero el alto costo de radar láser mecánica, y el complejo proceso de producción, corta vida, el futuro de los vehículos autónomos es difícil de satisfacer los exigentes requisitos. La mezcla del radar láser de estado sólido lidar que pertenece a la transición mecánica de la radar láser producto intermedio puro de estado sólido, y el radar láser de estado sólido principalmente los MEMS , y con el flash OPA 3D tres , que puede ser automatizado de depuración, y hay no están rotando los componentes mecánicos, en costo, practicidad ha aumentado de manera espectacular, el radar láser de estado sólido será la tendencia de desarrollo futuro de radar láser.
radar láser vehículos autónomos de estimación de la distancia en base, al principio está basado en láser como un portador, es una obra en la banda de frecuencias de radar óptico. Su principio de funcionamiento es que emite un haz de láser al objeto, y el eco recibido se compara con la señal transmitida, para trata adecuadamente, la obtención de información sobre el objeto, como la distancia del objeto, azimut y otra información.
El radar de láser mostrado en la figura distancia se calcula utilizando el tiempo de la reentrada del radar láser señal reflejada y algunos estimación de la distancia se realiza por la frecuencia método de onda continua (CWFM) modulada.
radar láser se utiliza para adquirir la información de profundidad, detección de obstáculos, reconocimiento de la diana, lo cual es una gran ventaja puede ser modelado 3D objeto de múltiples periféricos para formar imágenes de alta definición, para facilitar el tratamiento informático y el reconocimiento, sino que también posee una buena directividad, sin las interferencias electromagnéticas, el acceso a una información completa y precisa la detección, etc., pero susceptible al impacto ambiental, caen bajo condiciones climáticas adversas precisión es difícil de identificar los obstáculos y costos más altos.
3. La cámara basada en la distancia estimada
coche automático de conducción estimación de la distancia, la cámara juega un papel vital, que se conoce como los ojos del piloto automático. La cámara más madura la tecnología, la primera aplicación en el vehículo, ya que el sensor principal visión fase ADAS, que comprende una sola cámara, cámaras binoculares.
La cámara tiene un únicas capacidades de imágenes visuales, puede utilizar una pluralidad de cámaras están sintetizados en el medio ambiente circundante, sino también pueden reconocer las señales de tráfico, peatones, otros sensores se pueden utilizar como equipo redundante, los vehículos autónomos para mejorar la exactitud de la distancia y la seguridad estimada . Principalmente recogido la imagen objetivo de la cámara, entonces el procesamiento de imágenes por la señal digital interno como el elemento fotosensible por, a fin de lograr el objeto y la detección de la peatonal circundante. Incluye dos mediciones. ① estimación de la distancia usando un tamaño conocido del objeto por tamaño conocido y la longitud focal de la cámara, se puede calcular la distancia entre los objetos.
Según la figura, una y conocido, f, y luego para medir la distancia entre el vehículo precedente y la anchura de la cámara de acuerdo con el teorema de los triángulos semejantes, a fin de lograr el propósito de utilizar la cámara para medir la distancia del vehículo anterior. ② El plano de distancia del terreno estimar la cámara fija en el vehículo, el uso de la estimación de la distancia de plano de tierra.
La altura H de la cámara que se conoce y la geometría de F, la superficie de la carretera, que puede ser utilizado triángulos similares teorema de la la distancia z entre el objeto medido.
Debido a su distancia de la cámara amplia detección del ángulo, el acceso a la información rica, la medición de ángulos precisos y otras ventajas que es ampliamente utilizado en el vehículo y la estimación objeto circundante, reconocimiento de obstáculos, la detección y el seguimiento de carril, monitorización de condiciones de conducir. Pero debido a la gran cantidad de computación, los requisitos de hardware son demasiado altos, lo que resulta en sistemas de tiempo real pobres, susceptibles de medio ambiente, el clima, etc., por lo que es imposible obtener información en profundidad.
4. Basándose en el sensor de estimación de distancia ultrasónico
vehículos autónomos distancia estimación usando un sensor para que van y de reconocimiento del objetivo , uno de los sensor primario un sensor ultrasónico como un vehículo ha sido desarrollado. Los sensores ultrasónicos se utilizan principalmente en la detección de una estrecha obstáculo.
El principio de funcionamiento de sensores de ultrasonido se basa en el método de propagación de la onda de sonido, siga el mismo principio de tiempo de vuelo. Y lo que es, el tamaño simple, barato pequeño, peso ligero, bajo consumo de energía, puede funcionar bajo diferentes condiciones, la capacidad de adaptación del medio ambiente. Sin embargo, debido a la velocidad lenta de sonido, lo que resulta en la tasa de FSP limitado, sólo para trabajo de cerca, la distancia máxima de 15 metros, aumenta la fiabilidad como la velocidad del vehículo disminuye.
5. Basado en estimaciones del sensor de infrarrojos del sensor de infrarrojos como sensores de un vehículo en los vehículos autónomos de estimaciones también desempeñaron un papel, se utiliza principalmente en términos de formación de imágenes de infrarrojos, infrarrojos de visión nocturna, detección de obstáculos. El sensor de infrarrojos principal que tiene un rápido procesamiento de datos, es posible identificar con más precisión la ventaja biológica, en comparación con otros sensores de bajo coste. Sin embargo, también tiene directividad y bajo discriminación de movimiento radial, desventajas tales como la distancia eficaz a corto. 6. desarrollo de la fusión sensor de distancia se estima en los diversos sensores tienen cada uno sus ventajas y desventajas, con la velocidad piloto automático del proceso, un único sensor no es capaz de tecnología de conducción autónoma requisitos estrictos para la estimación de la distancia, el desarrollo de la fusión de sensores múltiples se convertirá en el futuro tendencias a bordo sensores. En esta etapa los principales fabricantes son activamente el diseño, la solución más razonable para adaptarse a la tendencia del piloto automático. radar láser, radar de onda milimétrica, una cámara, un radar ultrasónico, etc.
El uso de la fusión de sensores, sus ventajas se puede integrar completamente, jugar con sus fortalezas, para lograr resultados óptimos. En reciente más caliente ejemplo Tesla, la forma de realización nivel Autopilot2.0 L2 está montado en un radar ultrasónico, un radar de onda milimétrica, cámaras, sensores, y se utiliza principalmente en carretera carretera más congestionado, la velocidad del vehículo se puede ajustar dependiendo de la situación del tráfico , seguir viajando en el carril, un cambio de carril automático, para pasar de una carretera a otra carretera. Otro ejemplo son los conocidos coches de lujo A8 AI Audi liberado, está equipado con una variedad de sensores, incluyendo radar láser de cuatro hilos 1, el radar ultrasónico 12, la cámara de gran angular de 360 grados de vídeo 4, cámara hacia adelante 1, la cámara de visión nocturna infrarroja 1 y una larga, de gama media onda milimétrica radar total de cinco, lo que demuestra que combina las ventajas de una variedad de sensores, mejoran en gran medida el rendimiento del piloto coche.
En resumen, con el rápido desarrollo de automatizado conducir un coche, Adas rápida penetración en el mercado de automóviles de producción, debido a las estimaciones automáticas distancia de conducción se basan principalmente sensores de a bordo, sensores del vehículo de manera considerable las perspectivas futuras del mercado. funcionalidad enfoque diferente del sensor es diferente, pero ambos tienen ventajas insuficientes. En el coche en el piloto automático en el ejercicio de una variedad de sensores, junto con sus ventajas complementarias, se convertirá en la tendencia futura del desarrollo. Los vehículos autónomos también eran inseparables del desarrollo de la fusión de sensores múltiples estimado. Por lo tanto, el futuro de los vehículos autónomos será de sensores múltiples tendencia de desarrollo de la fusión, los vehículos autónomos serán estimación más precisa de la distancia, se puede mejorar aún más el nivel de seguridad de los vehículos.