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汽車技術:智慧系統

谷歌智慧車輛系統

谷歌無人駕駛車專案是由Sebastian Thrun主導,Sebastian Thrun是斯坦福AI實驗室的主任,是谷歌街景的合作發明人,他的團隊設計了Stanley無人駕駛車(2005年參加DARPA挑戰賽)和Junior無人駕駛車(2007年參加DARPA挑戰賽)。2011年6月29日,內華達州第一個通過了法律允許谷歌無人駕駛車試驗,2012年5月發了證;2012年4月,佛羅里達州第二個通過了法律允許谷歌無人駕駛車試驗;2012年9月,加利福尼亞州第三個通過了法律允許谷歌無人駕駛車試驗。

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谷歌無人駕駛車主要感測器

谷歌無人駕駛車裝置價值15萬美元,前擋風玻璃內側裝有視覺感測器,車輪上裝有微型位置感測器,車輛前方裝有三個測距雷達,後方裝一個測距雷達,車頂裝一個鐳射雷達。其中鐳射雷達價值7萬美元,使用的是Velodyne的64線鐳射雷達。谷歌無人駕駛車專案已經裝備了至少10輛,包括6輛豐田普銳斯、1輛奧迪TT和3輛雷克薩斯RX450h。

賓士智慧車輛系統

2013年法蘭克福車展上,梅賽德斯-賓士推出研發的智慧駕駛(INTELLIGENT DRIVE)試驗車S500,2020年後對外發售。2013年8月,賓士S500成功地實現了從曼海姆開到普福爾次海姆的“自主駕駛”,共計125km。

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賓士智慧車輛

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雷達及攝像機安裝位置

與谷歌等公司正在研究的自動駕駛車輛使用的那些昂貴的特製裝置不同,賓士的S500試驗車上使用的感測器多是現已應用在S級量產車上的產品。S500試驗車上不僅裝了立體相機,還裝了多達10個雷達或攝像頭。立體相機(賓士研發)安裝在後視鏡前方的擋風玻璃處,相機之間具有較大的間距,用於監視前方道路交通環境。視覺和雷達感測器主要包括:

一個長距雷達(應該是大陸的ARS30X系列),安裝在車輛正前方,用於識別正前方的車輛

一個長距雷達(應該是大陸的ARS30X系列),安裝在車輛正後方,用於監視後方的交通

兩個長距雷達(應該是大陸的ARS30X系列),安裝在車輛側前方,用於提前識別左側和右側的車輛

四個短距雷達安裝在車輛四個角上(應該是大陸的SRR20X系列),以更清晰地檢測近處的障礙物

一個彩色相機,安裝在前擋風玻璃後,90°的視角,用於檢測交通訊號燈

一個彩色相機,安裝在車輛正後方,用於分析車輛行駛過的交通環境

通用智慧車輛系統

通用公司開發的智慧車輛Super Cruise強調的是安全而不是製造發明一個“私人司機”,將協助駕駛員進行車輛的某些行駛功能的控制,以提高車輛的行駛安全性。Super Cruise智慧車輛中包含了攝像頭、雷達、GPS導航。2016年已可以透過自動控制油門和制動保持與前車的距離。此外,還結合攝像頭、雷達、GPS資料使車輛保持在車道的中央,同時還可以適應駕駛者的駕駛特性。它透過安裝短波、中波、長波雷達來檢測周圍活動、靜止的物體。當遇到惡劣天氣時,Super Cruise智慧車輛無法完全發揮功能,此時安裝在中央座椅上的感測器發生振動,提醒駕駛者重新掌握方向盤。

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Super Cruise智慧車輛的雷達

博世智慧車輛系統

雖然谷歌有完整的街景地圖、人工智慧等技術,但在安全輔助駕駛系統和車聯網技術方面博世公司更具優勢,且更善於最佳化成本,注重簡單化和低成本。2013年6月,博世公司在德國進行了博世智慧車輛的路試工作。博世公司正在集中各個部門的優勢開發自動駕駛車輛。

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博世公司自動駕駛試驗車

該公司主要完善駕駛者輔助系統和感測器技術,同時進行車聯網技術的實現。在環境感知系統中,雷達感測器是核心部件之一。博世公司目前可能採用的兩種雷達如下。一種為中距離雷達(MRR),可以探測160m的距離,最高巡航速度為150km/h。相對於長距雷達(LRR)來說,價格合適且可升級。MRR能夠形成基本的安全範圍,比較適合作為智慧車輛的全景感測器,其頻率為76~77GHz且視角可達到45°。另一種為博世長距離雷達(LRR),可以探測250m的距離,可支援最高巡航速度為200km/h(兩個LRR的價格在萬元左右)。主要測量速度和位置,其頻率範圍為76~77GHz,能夠達到30°的視角。同時,博世還用了兩個CMOS(互補金氧半導體)立體攝像頭,彩色成像儀具有高畫素的解析度,探測45°水平視線範圍,提供超過50m的3D測量範圍,對光高度敏感,覆蓋人類可見光的波長範圍。

日產智慧車輛系統

2013年8月27日,日產宣佈在2020年後推出無人駕駛車輛並表示日產無人駕駛車輛價格會比較合理,預計一輛豪華轎車升級為無人駕駛豪華轎車只需1000美元。日產Autonomous Drive車輛並不像谷歌無人駕駛車輛將很多感測器裝在車頂上,而是將感測器整合在車身當中。而且谷歌主要依賴預先彙編好的3D地圖,使用感測器來處理和應對突發情況。而日產則主要依賴感測器來應對相關情況。

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日產電動無人駕駛車輛聆風(Leaf)

日產電動無人駕駛車輛聆風(Leaf)依靠GPS、攝像頭、雷達感測器、聲波定位器、鐳射感測器等進行環境感知和監測。其車頂棚上面裝有求救按鈕,當按這個按鈕時,無人駕駛車會選擇一個安全的地點停下,開啟危險報警燈並直接聯絡警察或者日產客戶服務中心。但這輛裝載無人駕駛技術的車輛偶爾需要駕駛者發出指令,比如超車、加速等。日產無人駕駛車輛的周圍有6束鐳射,這些鐳射會從左右、上下、前後進行三維掃描,對飛速行駛的物體進行檢測並建立3D影象,提供車輛分析資料。該車還使用了3個雷達,1個在前面、2個在後面。周身還有5個攝像頭,可進行交通訊號燈的檢測和識別。

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日產無人駕駛車感測器感知範圍示意

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日產無人駕駛車感測器與執行器佈置示意

分類: 軍事
時間: 2021-11-03

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