無(wú)人駕駛車輛--移動(dòng)的傳感器平臺(tái)

隨著高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS) 系統(tǒng)的問世以及無(wú)人駕駛的推動(dòng)與發(fā)展，汽車需要對(duì)周圍的環(huán)境了如指掌。駕駛員能夠感知我們周圍的環(huán)境，同時(shí)做出判斷，并在不同的情況下迅速反應(yīng)。然而人無(wú)完人，我們會(huì)疲憊、分神，也會(huì)因?yàn)槭д`而犯錯(cuò)。為了提升安全性，汽車制造商正在設(shè)計(jì)應(yīng)用于小客車的ADAS解決方案。汽車依靠各種各樣的傳感器來(lái)感測(cè)不同情況下復(fù)雜的周圍環(huán)境。然后，這些數(shù)據(jù)將被傳送給例如TI TDA2x等高精密的處理器，最后被用于自動(dòng)緊急剎車 (AEB)，車道偏離報(bào)警 (LDW) 和盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)等功能。

目前，用于周圍環(huán)境感測(cè)的傳感器主要有以下幾種。

被動(dòng)傳感器——主要用于感測(cè)從物體上反射或發(fā)射出來(lái)的射線。

可視圖像傳感器——所有的成像儀都在可視光譜中運(yùn)行

紅外圖像傳感器——在可視光譜外運(yùn)行?？梢允墙t外或熱紅外(遠(yuǎn)紅外)。

被動(dòng)傳感器會(huì)受到環(huán)境的影響——不同時(shí)刻，天氣等。例如，可視傳感器會(huì)受到每天不同時(shí)刻可見光數(shù)量的影響。

主動(dòng)傳感器——通過發(fā)射出射線并測(cè)量反射信號(hào)的響應(yīng)。其優(yōu)勢(shì)是能夠隨時(shí)獲得測(cè)量結(jié)果，不受時(shí)間或季節(jié)的影響。

雷達(dá)——通過發(fā)射無(wú)線電波，根據(jù)從物體上反射回來(lái)的無(wú)線電波來(lái)確定這個(gè)物體的距離、方向和速度

超聲波——通過發(fā)射超聲波，根據(jù)從物體上反射回來(lái)的超聲波來(lái)確定這個(gè)物體的距離

激光雷達(dá)——通過掃描從一個(gè)物體上反射回來(lái)的激光來(lái)確定物體的距離

飛行時(shí)間——利用攝像頭測(cè)量紅外光束從物體上反彈回來(lái)到傳感器的時(shí)間來(lái)確定這個(gè)物體的距離

結(jié)構(gòu)光——將已知光圖投射到一個(gè)物體上，例如通過TI的數(shù)字光處理 (DLP) 設(shè)備進(jìn)行投射。隨后，攝像機(jī)將捕捉變形的光圖并進(jìn)行分析，以確定物體的距離。

為了在多種不同的情況下提供增強(qiáng)的準(zhǔn)確度、可靠性和耐用性，通常至少需要用一種以上的傳感器來(lái)觀察同一場(chǎng)景。所有傳感器技術(shù)都有其固有的限制因素和優(yōu)勢(shì)。不同的傳感器技術(shù)可以被組合在一起，將來(lái)自同一場(chǎng)景下不同傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，從而提供一個(gè)更加穩(wěn)定耐用的解決方案，通過數(shù)據(jù)融合比較了視圖混淆。其中一個(gè)典型的示例就是可見光傳感器和雷達(dá)的組合。

可見光傳感器的優(yōu)勢(shì)包括高分辨率、擁有識(shí)別物體和對(duì)其分類的能力以及能夠提供重要信息情況的功能。然而，它們的性能會(huì)受到自然光強(qiáng)弱以及天氣(諸如下霧、雨雪)的影響。此外，例如過熱等其他因素也會(huì)導(dǎo)致圖像的質(zhì)量因噪聲的影響而下降。TI的處理器所提供的精密圖像處理可以緩解其中的某些影響。

另一方面，雷達(dá)能夠穿過雨雪，并且可以非常迅速且有效地測(cè)量距離。多普勒雷達(dá)(Doppler radar)具有額外的優(yōu)勢(shì)，能夠檢測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)。然而，雷達(dá)的分辨率較低，并且不能輕易地識(shí)別物體。因此，可見光和雷達(dá)所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的融合提供了一種在多種不同情況下更加穩(wěn)健耐用的解決方案。

此外，不同傳感器之間的成本有所差異，這也會(huì)影響到針對(duì)特定應(yīng)用的最佳選擇。例如，激光雷達(dá) (LIDAR) 能夠提供非常精確的距離測(cè)量功能，但是成本卻比被動(dòng)圖像傳感器貴出很多。不過，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，成本也將會(huì)持續(xù)降低，而汽車最終將在多種傳感器的幫助下做到眼觀六路、耳聽八方。

TDA處理器系列擁有極高的集成度，并且在可編程平臺(tái)上開發(fā)而成，這個(gè)平臺(tái)滿足了汽車ADAS的高強(qiáng)度處理需要。來(lái)自用于觀察場(chǎng)景的不同傳感器的數(shù)據(jù)可被提供給TDA2x，并且組合成更加完整的照片，以便幫助作出迅速且智能的決策。例如，視覺傳感器在較暗的情景下會(huì)可能會(huì)將信箱顯示為類似于人的形狀。TI的處理器可以執(zhí)行精密的行人檢測(cè)，首先，根據(jù)物體的比例，系統(tǒng)可能將其識(shí)別為路邊的行人。然而，來(lái)自熱傳感器的數(shù)據(jù)將會(huì)識(shí)別出此物體的溫度過低，不太可能是有生命的物體，所以可能不是行人。因此，工作特性不同的傳感器可以提供更高的安全級(jí)別。

關(guān)于無(wú)人駕駛，也許我們最終的目標(biāo)是創(chuàng)造出一款完全自主的汽車，而這些無(wú)人駕駛的車輛將最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)沒有交通事故的世界。TI正在積極地專注于傳感器和處理技術(shù)的研發(fā)工作，以幫助客戶開發(fā)無(wú)人駕駛車輛。經(jīng)過一個(gè)個(gè)的技術(shù)突破和持續(xù)的發(fā)展，當(dāng)我們面對(duì)無(wú)人駕駛的研發(fā)時(shí)，問題早已經(jīng)不再是我們“是否”能夠?qū)崿F(xiàn)，而是我們“何時(shí)”能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人駕駛。