侵权投诉

暴雨天气ADAS失灵,自动驾驶能避免传感器失灵问题吗?

荷叶塘 来源:电子发烧友原创 作者:程文智 2020-09-21 07:53 次阅读


电子发烧友网报道(文/程文智)今年新上的车型,大部分都配置了L2级智能驾驶辅助驾驶和网联车机这两项功能,这两个功能不仅大大提升了行车的安全性,也的确给驾驶人带来了更好的驾驶体验。都说“由俭入奢易,由奢入俭难”,一旦我们体验到了智能驾驶带来的好处后,碰到智能辅助驾驶功能不能使用的时候就显得异常难受。
 
南方8、9月份是台风比较多的月份,在这个时间段驾驶过汽车的人应该深有体会,常常会在行车过程中,会碰到突如其来的暴雨“袭扰”。而在大雨中,L2智能辅助驾驶功能常常会受到限制。比如前几天的深圳台风天,就有车主发朋友圈说他的驾驶辅助系统在大雨中失效了(见图1)。
 

图1:大雨中智能驾驶辅助系统失效提示。

 
小编随手在网上搜索了下,发现这位网友碰到的情况其实不是个案,不少车主都碰到了这样的问题,有车主还在车质网上进行了投诉。
 


图2:车主在车质网上投诉驾驶辅助系统失灵。(来源:车质网)

 
L2级的智能驾驶辅助系统一般配备了哪些传感器,为何会在大雨中就不能工作了呢?
 

L2级智能辅助驾驶系统为何会失效?


L2级智能辅助驾驶系统在硬件方面比较常规的硬件包括前雷达、前摄像头和后雷达。其中后雷达实现的功能最主要的就是盲区检测,即侧后方既不在侧窗视野中,也不在后视镜中能看到的区域,还有开门预警(开门时,监测候方来车)、后碰撞预警等其他功能。
 


图3:毫米波雷达探测距离。

 
汽车前向传感器方面有些复杂,不同的供应商的原理有些不同,主流的有单雷达、雷达+摄像头、单摄像头等方案。在雷达+摄像头方案中,常规做法是前雷达主要负责障碍物和车辆识别,由于雷达受环境影响较小,目标识别准确度高,大部分车辆的主动安全碰撞预警和主动紧急制动功能都是基于雷达的目标来触发。同时雷达还会负责ACC自适应巡航等控制。而前摄像头主要负责车道线识别、限速标识识别、静止目标识别、以及障碍物类型识别等功能,车辆转向控制如车道保持、车道偏离提示、限速提示、自动远近光等功能都是通过摄像头实现。目前部分供应商尝试通过摄像头来实现雷达+摄像头的所有功能,并通过软件优化来提升在多种光照条件下的摄像头识别能力,以降低L2智能驾驶辅助系统的成本。
 
在雷达部分,目前有毫米波雷达、超声波雷达和激光雷达几种。不过由于毫米波穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)特性和低成本原因,在L1到L5级别的ADAS系统中都将有一席之地。特别是在现阶段的L1/L2智能驾驶辅助系统中,主要是毫米波雷达和摄像头组成,毫米波雷达能探测目标的距离速度和角度,而摄像头则可以识别交通信号、车道线,对场景进行语义分割,两者结合在一起可以实现比较稳定的目标检测、跟踪与分类。车规认证和适用性方面都能满足L2+级别ADAS的系统需求。
 
但是毫米波也有一个缺点,那就是雨雾对它的影响非常大,吸收很厉害,所以在有雨有雾的天气,毫米波雷达的性能会大大下降。这也就是为什么在大雨天气L2级别的智能驾驶辅助系统传感器失效的原因所在。
 
英飞凌的何为指出,目前L2级别的毫米波雷达的确容易受到雨雾天气的影响,这主要是由于成本因素考量,选择的是满足日常需求的毫米波雷达,如果要选择可以应付暴风雨情况的雷达,成本会上升不少。
 

自动驾驶会受影响吗?


其实随着自动驾驶级别的提升,汽车中的传感器数量也会逐渐增多,到L4/L5的自动驾驶阶段,雷达数量将会超过10个、摄像头数量将会超过8个、激光雷达也将不止1个,通过这些多传感器的数据融合,来应对不同路况、不同气候条件下的数据收集。
 


图4:未来几年,随着自动驾驶程度的提高,汽车需要的传感器数量也越来越多。(来源:英飞凌)
 
其中,激光雷达由于极高的角度分辨率,在自定位和地图构建方面都具有较大优势,所以在L3以上的自动驾驶中,它将会跟毫米波雷达,摄像头,超声波雷达等传感器组成互为冗余的系统。
 
根据岭纬科技的芮明昭介绍,该公司的已经量产的激光雷达不仅可以点云成像,还能在大暴雨情况下仍能实现400~500米范围内的物体检测。
 


图5:岭纬科技的激光雷达点云成像演示。
 


英飞凌的专家认为,解决自动驾驶汽车应对不同路况和天气的措施有以下三种:
 
一是需要建立针对特殊场景的用户、和对这个场景理解的数据库的积累。比如,欧洲有很多的山路,所以他们在验证无人驾驶的天气和道路的时候,整车厂就开始收集这方面的数据,包括通过点云的数据收集,配合用户的反馈不断完善。相信随着用户数据和场景经验的积累,可以有效地帮助我们收集更多数据,积累经验。
 
二是,智能驾驶不仅仅是毫米波雷达一种单一的技术。在L3甚至更高级别的智能驾驶时代,可以看到多种传感器,包括毫米波雷达和激光雷达,越来越多不同技术类型的传感器会被加入到ADAS系统当中,作为冗余或者是补充,所以传感器类型的扩充会帮我们更有效地收集外部环境和道路状况的信息。
 
三是算法的优化。随着数据库和传感器收集的信号的不断积累,可以搭建一个新的框架。这个框架会将不同的数据进行分类,做算法的优化和验证。
 
相信通过反复的验证和优化下,应该可以最终解决特殊极端天气和复杂路面的问题,从而让自动驾驶时代能够顺利到来。
 

结语

 
其实毫米波雷达技术也在不断进步中,据说毫米波雷达未来的制造工艺将会迈向28nm等更先进制程,性能也会更加优秀,再加上激光雷达等其他传感器的组合,应该足以应付自动驾驶对传感器的需求。
 
本文由电子发烧友网原创,未经授权禁止转载。如需转载,请添加微信号elecfans999。

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评论

JasonOldWoo
电子元器件越多,犯错误的概率也在提升啊

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DK-20648 TDK InvenSense DK-20648开发套件

venSense DK-20648用于ICM-20648 6轴运动传感器的开发套件可帮助开发人员快速评估和开发基于ICM-20602的解决方案。ICM-20648是一款高性能6轴运动传感器,结合了3轴陀螺仪、3轴加速度计以及DMP™ (Digital Motion Processor™)。 The kit is designed around the Microchip G55 MCU and includes an on-board Embedded Debugger eliminating the need for external tools to program or debug the G55 MCU. Embedded Motion Drivers (eMD) configure various aspects of the platform including ICM-20648 sensor parameters such as full-scale range (FSR), output data rate(ODR), low-power or low-noise mode, and sensor interface to host (I²C, SPI). DK-20648开发工具包包括必要的软件,包括基于GUI的开发工具Inven Sense Motion Link和ICM-20648的嵌入式运动驱动程序。 运动链接也是一个基于GUI的开发,可以用来捕获和可视化来自运动传感器的传感器数据。 ...
发表于 11-09 09:07 14次 阅读
DK-20648 TDK InvenSense DK-20648开发套件

FRDM-FXS-MULT2-B NXP Semiconductors FRDM-FXS-MULT2-B Freedom开发平台

miconductors FRDM-FXS-MULT2-B Freedom开发平台是一款支持NXP传感器融合的传感器扩展板,采用MMA8652FC 3轴加速度计、FXLS8471Q 3轴加速度计、MAG3110 3轴磁力计、FXAS21002C 3轴陀螺仪、MPL3115A2压力传感器、FXOS8700CQ 3轴加速度计以及3轴磁力计和MMA9553L传感平台。FRDM-FXS-MULT2-B提供12轴传感和蓝牙无线通信功能,并兼容Android™应用 - NXP传感器融合工具箱。该板还由智能传感框架ISF支持。 特性 MKE06Z128VLK4 MCU - 48MHz、128KB闪存、16KB SRAM、80LQFP 按键输入、MMA8451Q加速度计、RGB LED 灵活的电源选择 - USB、外部电源 轻松访问MCU I/O IrDA发射器和接收器 CAN通...
发表于 11-06 09:07 22次 阅读
FRDM-FXS-MULT2-B NXP Semiconductors FRDM-FXS-MULT2-B Freedom开发平台

MAX86140EVSYS# MaximIntegratedMAX86140评估系统

Integrated MAX86140EVSYS评估系统允许快速评估MAX86140光学AFE。MAX86140支持标准SPI兼容接口,包括单个光学读出通道。该EVSYS支持灵活的配置,从而以最小的功耗优化测量信号质量。该评估系统可帮助用户快速了解如何配置和使用MAX86140。 特性 快速评估MAX86140 支持配置优化 有助于理解MAX86140架构和解决方案的策略 实时监控 数据记录功能 板载加速度计 蓝牙LE...
发表于 11-06 09:07 12次 阅读
MAX86140EVSYS# MaximIntegratedMAX86140评估系统

DS18B20U+T&R MaximIntegratedDS18B201Wire数字温度计

Integrated DS18B20分辨率可编程1-Wire数字温度计提供9位至12位摄氏温度测量,具有用户可编程的上下触发点报警功能。DS18B20器件具有独特的1-wire接口,与中央微处理器进行通信只需要一条数据线路(和接地)。 温度计由数据线路“寄生电源”供电,无需外部电源。每个DS18B20均具有唯一的64位串行代码,因此可以在同一条1-Wire总线上运行多个DS18B20。这允许一个微处理器控制分布在大面积范围内的众多DS18B20器件。典型应用包括暖...
发表于 11-05 17:07 20次 阅读
DS18B20U+T&R MaximIntegratedDS18B201Wire数字温度计

ICP-10110 TDK InvenSense ICP-101xx防水压力传感器

venSense ICP-101xx防水压力传感器基于MEMS电容技术,能够以极低功耗实现超低噪声,从而实现行业领先的相对精度、传感器吞吐量和温度稳定性。TDK InvenSense ICP-101xx压力传感器具有±1Pa的压力差测量精度,可实现低至8.5cm的高度测量差,还不到楼梯的一级台阶的高度。ICP-101xx在1Hz时仅消耗1.3µA电流,采用2mm x 2mm x 0.72mm的小型10引脚LGA封装,可实现1.5m防水。ICP-101xx非常适合用于移动电话、可穿戴健身监控、无人机以及电池供电的物联网 (IoT)。ICP-101xx提供业界领先的温度系数偏移±0.5Pa/°C。 特性 压力操作范围:30kPa至110kPa 噪声和电流消耗 10.4μA时为0.4Pa(ULN模式) 5.2μA时为0.8Pa(LN模式) 1.3μA时为3.2Pa(LP模式) 压力Ê...
发表于 11-05 17:07 18次 阅读
ICP-10110 TDK InvenSense ICP-101xx防水压力传感器

SKD-250-3 TE Connectivity SKD拉绳位移传感器

nectivity SKD拉绳位移传感器具有IP67防护等级、≥250,000小时的寿命周期以及8VDC至40V输入电压范围。SKD传感器有250英寸和400英寸行程范围可供选择,可实现现货供应的的线性位移传感器,非常适合用于从流动式建筑机械到液压升降台等各种应用。TE SKD拉绳位移传感器的工作温度范围为-40°C至+85°C,最大拉绳速度为60英寸/秒。 规范 行程范围:250英寸和400英寸 输入电压:8VDC至40VDC(取决于型号) 寿命周期:≥250,000 IP67防护等级 最大拉绳加速度:5g 最大拉绳速度:60英寸/秒 工作温度范围:-40°C至+85...
发表于 11-05 17:07 18次 阅读
SKD-250-3 TE Connectivity SKD拉绳位移传感器

FX293X-100A-0010-L TE Connectivity FX29压力称重传感器

nectivity FX29压力称重传感器具有6V额定电源电压、3mA工作电流以及50MΩ绝缘电阻。FX29压力称重传感器设计紧凑,具有较高的超量程能力,采用不锈钢外壳。与以前的称重传感器设计相比,这些称重传感器具有更精确的尺寸控制和更佳的性能。FX29压力称重传感器非常适合用于医用输液泵、电动工具、机器人和制造设备。 特性 紧凑型设计 mV或放大的模拟输出 可选的I2C数字接口 较高的超量程能力 低功耗 坚固的Microfused传感元件 不锈钢外壳 多个称重量程 规范 电源电压:5.25V至6V 额定电流:3mA 输入电阻:2.4kΩ至3.6kΩ 带宽:1.0kHz 睡眠模式电流:5µA 储存温度范围:-40°C至+85°C 应用 医用输液泵 模拟和数字秤 健身和运动器材 有效负载称...
发表于 11-03 15:10 18次 阅读
FX293X-100A-0010-L TE Connectivity FX29压力称重传感器

IAM-20381 TDK InvenSense IAM-20381 3轴MotionTracking加速度计

venSense IAM-20381 3轴MotionTracking加速度计具有片上16位ADC、1.71VDD至3.6V电压范围以及IC和SPI串行接口。该加速度计的用户可编程加速度计满量程范围为±2g、±4g、±8g和±16g。TDK InvenSense IAM-20381 3轴MotionTracking加速度计非常适合用于汽车应用,采用3mm x 3mm x 0.75mm小尺寸封装。 规范 片上16位ADC I2C和SPI串行接口 1.71VDD至3.6VDD工作电压 512字节FIFO(先进先出) 封装尺寸:3mm x 3mm x 0.75mm 满量程:±2g、±4g、±8g、±16g 应用 导航系统航位推算辅助功能 电梯门运动检测 汽车间和基础设施的准确定位 360º视角相机稳定功能 汽车报警器 远程信息处理 保险车辆追踪 框图...
发表于 11-03 15:04 16次 阅读
IAM-20381 TDK InvenSense IAM-20381 3轴MotionTracking加速度计

CH101-00ABR TDKInvenSenseCH101距离传感器

venSense CH101距离传感器是一款微型、超低功耗超声波飞行时间 (ToF) 距离传感器,基于Chirp获得专利的MEMS技术。CH101传感器采用系统级封装,将压电微机械超声换能器 (PMUT)与超低功耗片上系统 (SoC) 集成在微型、可回流焊的封装中。这些距离传感器速度很快,可以为距离最远1.2米的目标提供准确的距离测量。CH101距离传感器可检测多个物体,可在任何照明条件(包括全阳光)下工作,并提供毫米精度的距离测量。这些传感器具有运行高级超声波固件的低功耗微控制器、专用可编程距离中断引脚以及用于接收和发射的单个传感器。 CH101距离传感器的工作电压范围为1.62V至1.98V,需要60ms时间进行编程。这些距离传感器采用8引脚焊盘栅格阵列 (LGA) 封装,尺寸为3.5mm x 3.5mm x ...
发表于 11-02 12:06 26次 阅读
CH101-00ABR TDKInvenSenseCH101距离传感器

NHS3100/A1Z NXP Semiconductors NHS3100 NTAG SmartSensor

miconductors NHS3100 NTAG SmartSensor是一款集成IC,优化用于温度监控和记录。NHS3100包含嵌入式ARM Cortex-M0+微处理器,可让开发人员灵活地将器件集成到其专用的时间-温度积分器 (TTI) 解决方案中。NXP NHS3100还配有集成实时时钟 (RTC)、近场通信 (NFC) 接口、内部温度传感器和直接连接电池。NHS3100 NTAG SmartSensor IC高度集成,因此仅需极少外部元件即可支持有效的系统解决方案。 NH3100的集成闪存和EEPROM存储器可用于数据、事件记录以及时间和温度算法。凭借这些特性,不但可最大限度减少外部元件数量,还能降低BOM成本并缩短产...
发表于 11-02 12:06 22次 阅读
NHS3100/A1Z NXP Semiconductors NHS3100 NTAG SmartSensor

MAX30112EWG+T Maxim Integrated MAX30110/12脉搏血氧仪和心率AFE

Integrated MAX30110和MAX30112优化脉搏血氧仪和心率AFE是光学脉搏血氧饱和度和心率检测集成模拟前端 (AFE) 器件。MAX30110和MAX30112形成了具有高分辨率的完整光学读出信号链,设有内置环境光抵消的光学读出信号处理通道和大电流LED驱动器DAC。通过外部LED和光电二极管,该AFE可为腕式和可穿戴应用提供极低功耗和极高性能的心率检测解决方案。 特性 反射或透射式心率、心率变异性或SpO2监测 发射部分 接收部分 超低功耗运行,适用于移动和可穿戴设备 SPI接口 (MAX30110) I2C接口 (MAX30112) 支持1.8V单电源,设有独...
发表于 11-02 12:06 26次 阅读
MAX30112EWG+T Maxim Integrated MAX30110/12脉搏血氧仪和心率AFE

MAX86141ENP+T MaximIntegratedMAX8614x脉搏血氧仪和心率传感器

Integrated MAX86140和MAX86141光学脉搏血氧仪和心率传感器是一款光学数据采集系统,具有三个可编程大电流LED驱动器,经过配置可以驱动最多六个LED。两个MAX86140/1器件在主从模式下工作时,这些LED驱动器最多可驱动12个LED。MAX86140/1在接收器端设有低噪声信号调理模拟前端 (AFE)。另外,该传感器还包括一个19位ADC、一个行业领先的环境光抵消 (ALC) 电路以及一个栅栏检测和替代算法。该传感器具有低功耗、紧凑尺寸以及环境光抑制功能,因此非常适合用于脉搏血氧仪和心率检测等光学感应应用。 特性 完整的单通道、光学数据采集系统 内置算法进一步增强了快速环境瞬变抑制功能 用于透射和反射心率或SpO2监测的...
发表于 11-02 12:06 141次 阅读
MAX86141ENP+T MaximIntegratedMAX8614x脉搏血氧仪和心率传感器

DK-20602 TDK InvenSense DK-20602开发套件

venSense DK-20602用于ICM-20602 6轴运动传感器的开发套件可帮助开发人员快速评估和开发基于ICM-20602的解决方案。ICM-20602是一款高性能6轴运动传感器,结合了3轴陀螺仪和3轴加速度计。该套件的设计采用了Microchip G55 MCU,并设有板载嵌入式调试器,因此无需使用外部工具对G55 MCU进行编程或调试。嵌入式运动驱动器 (eMD) 可配置该平台的各个方面,包括满量程范围 (FSR)、输出数据速率 (ODR)、低功耗或低噪声模式以及传感器到主机接口(I²C、SPI)等ICM-20602传感器参数。MotionLink也是一款基于GUI的开发工具,可用于捕获和显示来自运动传感器的传感器数据。 特性 ICM-20602六轴运动传感器 阿特梅尔G55单片机与512KB闪存 车载嵌入式调试器进行编程调试 用于主机接口的USB连接器,支持软件调试和传感器数据记录 板电源通过USB供电 传感器融合 加速度计,陀螺仪 Android功能 游戏旋转矢量 重力 线性加速作用...
发表于 10-30 14:06 28次 阅读
DK-20602 TDK InvenSense DK-20602开发套件

FXTH871511DT1 NXP Semiconductors FXTH8715 胎压监测传感器(TPMS)

卡尔 FXTH8715 胎压监测传感器 (TPMS)是高度集成的 TPMS,并具有市场上最小的 7x7mm 的封装尺寸。这些器件具有最低的发射功耗(Idd 小于 8mA)。它们还具有目前市场上最大的内存(8kB)和独特的双轴加速度计结构。该 TPMS 解决方案集成了一个 8 位微控制器(MCU)、压力传感器、XZ 轴或 Z 轴加速度计和射频发射器。这些器件的测压范围为 100-1500kPa,支持中等和重型卡车、巴士和建筑车辆。TPMS 主要的市场驱动力是不断提高的安全和车队管理要求。 该TPMS解决方案集成了8位微控制器(MCU)、压力传感器、XZ轴或Z轴加速度计和射频发射机。 这些装置的压力范围为100-1500千帕,支持中型和重型卡车、公共汽车和建筑车辆。 这些TPMS市场主要是由改进的安全和车队管理要求驱动的。 特性 QFN7x7x2.2mm封装使可见焊点可以检查 压力范围100-1500kPa Z轴或双X Z轴加速度计 可提供加速度计标准或精度公差 高精...
发表于 10-30 11:06 39次 阅读
FXTH871511DT1 NXP Semiconductors FXTH8715 胎压监测传感器(TPMS)

MAX6652AUB+ Maxim Integrated MAX6443-MAX6452 Microprocessor Reset Circuits

西姆集成MAX6443-MAX6452低电流微处理器复位电路的特点是单一或双手动复位输入与一个延长的设置周期。 由于设置周期延长,短开关关闭(讨厌重置)被忽略。 在所有Maxim集成MAX644x和MAX645x微处理器复位电路上,当任何被监视的电源电压下降到其指定阈值以下时,复位输出断言。 其余输出保持为重置时间段(210ms类型。) 在所有被监视的供应超过其重置阈值之后。 复位输出是为复位超时周期(140ms分钟)断言的一次脉冲。) 当选定的手动重置输入保持在较低的设置时间周期。 这些Maxim集成设备忽略小于扩展设置超时周期的手动重置转换。 MAX6443-MAX6448是单固定电压微处理器监控器。 MAX6443/MAX6444有一个扩展的手动复位输入。 MAX6445和MAX6446有两个扩展的手动复位输入。 MAX6447/MAX6448有一个扩展和一个即时手动复位输入。 MAX6449-MAX6452设备有一个固定阈值微处理器主管和一个可调阈值微处理器主管。 MAX6449和MAX6450有两个延迟手动复位输入。 最大6451和最大6452设备有一个延迟和一个立即手动复位输入。 Maxim集成MAX644x/MAX645x设备是理想的使用在机顶盒,消费电子,DVD播放机等。 ...
发表于 10-30 11:06 32次 阅读
MAX6652AUB+ Maxim Integrated MAX6443-MAX6452 Microprocessor Reset Circuits