自動駕駛技術中環境感知技術的重要性。
自動駕駛是智慧出行領域的一個先進產業。感知模組在自動駕駛系統中扮演著至關重要的角色。自動駕駛車輛的關鍵技術主要包括道路環境的感知、行駛路徑的規劃、車輛運動行為的智慧決策,以及車輛自適應運動控制的實現。目前,環境感知技術的發展不成熟,仍然是制約自動駕駛車輛綜合性能提高的主要原因,也是大規模商業化面臨的最大障礙。
自動駕駛的感知模組中目前使用的傳感器主要包括攝影鏡頭、毫米波雷達、超聲波雷達和光學雷達。攝影鏡頭具有高分辨率、快速、豐富的信息傳輸和低成本的優點;光學雷達則具有精確的三維感知和豐富的訊息。自動駕駛車輛中使用了多種傳感器,不同類型的傳感器在功能上互補,以提高自動駕駛系統的安全因素。為了充分利用不同的傳感器,融合技術發揮了關鍵作用。
在自動駕駛車輛應用於實際和複雜的道路交通場景時,仍存在一些差距,因此環境感知系統是自動駕駛車輛的一個重要組成部分。其主要任務是識別和分類道路障礙物、交通標誌、紅綠燈、行人和車輛等,能夠分析和判斷車輛環境的位置。
環境感知系統是自動駕駛車輛的關鍵技術之一。對於準確理解交通場景的語義和車輛相應的行為決策非常重要,是行駛安全和智慧的重要保障。自動駕駛系統包括決策層、感知層、控制層,以及高精度地圖和物聯網的支持。其中,感知層中的各種硬體傳感器捕捉車輛的位置訊息和外部環境訊息,現有的車載傳感器包括光學雷達、攝影鏡頭、毫米波雷達等。
基於感知層的輸入訊息,決策層對環境進行建模,形成全局理解,做出決策和判斷,並發出車輛執行的訊息號指令。最後,控制層將決策層的訊號轉換為車輛的行動行為。
光學雷達和攝影鏡頭可以單獨檢測物體,但每種傳感器都有其限制。光學雷達容易受到降雨、雪等惡劣天氣的影響。此外,與攝影鏡頭相比,光學雷達的分辨率相當有限。然而,攝影鏡頭受光線、檢測距離等因素影響。因此,在複雜多變的交通環境中,需要兩種傳感器共同工作完成物體檢測任務。基於攝影鏡頭和光學雷達的物體檢測方法,通常可根據融合的不同階段分為早期融合(數據級融合,特徵級融合)和決策級融合(後期融合)。
然而,使用多個傳感器將大大增加需要處理的訊息量,甚至可能存在相互矛盾的訊息。因此,非常關鍵的是要確保系統快速處理數據,過濾無用和錯誤訊息,做出及時而正確的決策。由上面的分析可知,在硬體層面實現多傳感器融合並不困難,但在算法方面更加複雜。多傳感器融合的軟體和硬體難以分離,所以這將是未來一項困難的任務。
自動駕駛技術領域的最新研究顯示在感知系統方面取得了顯著進展,包括利用人工智慧和機器學習演算法使車輛能夠理解和解釋複雜的交通場景。自動駕駛系統還將包括先進的地圖技術和傳感器,以改善在不同天氣和光線條件下的運作。此外,研究發現整合 V2X 通訊技術能夠讓自動駕駛汽車與其他車輛、道路基礎設施和行人進行通訊,從而提高安全性並降低事故的潛在風險。以整體來說,在自動駕駛技術領域有許多令人期待的發展,研究人員正不斷努力實現一個完全自主駕駛系統,這可能會顛覆交通運輸行業。