揭秘自动驾驶：未来汽车的感官革命，究竟需要哪些超级传感器？

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编辑：感知芯视界 Link

随着自动驾驶技术的发展，我们已进入一个技术瓶颈期。在这一背景下，汽车制造商开始将注意力转向自动驾驶的关键组成部分——传感器。特别是今年，激光雷达技术受到极大关注，被誉为“激光雷达元年”，凸显了传感器在自动驾驶中的重要性。那么，自动驾驶汽车究竟需要哪些传感器呢？

自动驾驶汽车所需的传感器

要了解自动驾驶汽车所需的传感器类型，首先需要明确这些传感器的功能。自动驾驶汽车需要执行多种任务，如定位、障碍物探测、倒车、路径规划等。这些功能需求决定了自动驾驶汽车对传感器的多样化需求。简单来说，自动驾驶汽车就是将人类的感官功能复制到车辆上，包括视觉、嗅觉和触觉等。目前技术水平下，我们只能通过传感器的优化和组合来实现这些功能。

自动驾驶汽车的传感器系统需要与算力芯片、执行器、反馈装置和预警装置协同工作，以完成一系列智能化操作。目前，自动驾驶领域主要使用的传感器包括车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达和夜视系统等。其中，摄像头成本最低，应用范围最广，能够实现大多数ADAS功能；毫米波雷达价格适中，测距精度高，适用范围广，且不受天气影响；激光雷达能够精确识别周围环境信息，但价格最高；夜视系统使用的红外线传感器价格仅次于激光雷达。

车载摄像头还分为单目摄像头、双目摄像头和广角摄像头。单目和双目摄像头主要用于前视，负责实现FCW（前碰撞预警）、LDW（车道偏离预警）、TSR（交通标志识别）、ACC（自适应巡航控制）、PCW（行人碰撞预警）等功能。广角摄像头则用于后视泊车辅助、闭眼提醒、盲点检测和全景泊车等多种功能。

自动驾驶汽车所需的车载传感器

自动驾驶汽车需要根据其功能和目的搭载不同类型的传感器，如长距离雷达、中距离雷达、激光雷达（LiDAR）、摄像头、超声波传感器、全球定位卫星系统（GNSS）和红外线传感器等。雷达系统主要分为24GHz和77GHz两个波段，其中77GHz波段的优势在于距离和速度测试的准确性以及高分辨率。

近程雷达（SRR）最初旨在替代超声波传感器并辅助自动驾驶，通常安装在车辆四周。理想情况下，这些雷达使用79GHz频段，4GHz宽带，但目前全球频率规范仅允许77GHz频段加1GHz宽带。近程雷达主要应用于盲点检测、车道辅助、碰撞预警、防撞功能、泊车辅助和交叉车流监控等。

激光雷达作为今年备受关注的技术，依赖激光而非无线电波进行探测。激光雷达系统包括激光发射器和敏感接收器，能够探测静态和动态物体，并提供3D图像。尽管激光雷达已不是新鲜事物，但要使其在各种环境因素下稳定工作并不容易。此外，车载激光雷达需要能够探测到274米远的物体，并以市场可接受的价格和体积进行大规模生产。

目前，汽车市场出现了两大趋势：一种是采用红外激光雷达系统搭配MEMS系统（微型电机系统）的旋转激光雷达，另一种是固态激光雷达。

自动驾驶汽车的车载传感器的目标是将人类的感知能力复制到汽车上。正如百度CEO李彦宏所说，未来的机器人可能就是一辆汽车。因此，仅使用一种传感器无法决定自动驾驶的成功，而应通过各种算法与传感器数据的融合，以及不断的模型训练迭代来完善技术。随着车规级激光雷达成本的下降，实现全自动驾驶可能不只有一条路线。

例如，特斯拉利用数百万计的行驶数据作为机器学习和计算机视觉的数据来源，以提高自动驾驶的可靠性。通过“影子模式”，特斯拉跟踪人类驾驶员的行为，并在出现决策差异时自动上传案例。

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审核编辑 黄宇