《汽車智能傳感器技術(shù)與應(yīng)用》全套教學(xué)課件

汽車發(fā)展歷史與智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線智能汽車傳感器應(yīng)用技術(shù)01項(xiàng)目一認(rèn)識(shí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器與實(shí)訓(xùn)環(huán)境搭建02項(xiàng)目二認(rèn)識(shí)與應(yīng)用視覺(jué)傳感器03項(xiàng)目三認(rèn)識(shí)與應(yīng)用超聲波雷達(dá)04項(xiàng)目四認(rèn)識(shí)與應(yīng)用毫米波雷達(dá)05項(xiàng)目五認(rèn)識(shí)與應(yīng)用激光雷達(dá)06項(xiàng)目六認(rèn)識(shí)與應(yīng)用組合導(dǎo)航07項(xiàng)目七綜合實(shí)踐全套可編輯PPT課件思考討論題（2分鐘）一、課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線人類所有知識(shí)和技術(shù)進(jìn)步都有前人的功勞，對(duì)于汽車究竟如何出現(xiàn)，如何發(fā)展，為何是當(dāng)前的狀態(tài)，值得我們思考和挖掘。本項(xiàng)目?jī)?nèi)容以介紹性知識(shí)為主，包括汽車發(fā)展歷史、智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)鏈和技術(shù)路線等，請(qǐng)思考汽車的出現(xiàn)和發(fā)展給人類帶來(lái)了什么樣的影響？100年后的汽車會(huì)是什么樣的呢？奔馳260d（1936年）奔馳VISION

AVTR概念車（2021年）二、汽車發(fā)展歷史2.1汽車的概念中文汽車一詞最早出現(xiàn)于我國(guó)唐朝天文學(xué)家僧一行（公元683-公元727）的描述：“激銅輪自轉(zhuǎn)之法，加以火蒸汽運(yùn)，名曰汽車”?，F(xiàn)在人民日常提及的汽車，普遍指自動(dòng)車（英式英語(yǔ)：car；美式英語(yǔ)：automobile；美國(guó)口語(yǔ)：auto），即本身具有動(dòng)力得以驅(qū)動(dòng)前進(jìn)，不須依軌道或電纜，得以動(dòng)力行駛之車輛。本節(jié)按“本身具有動(dòng)力”的動(dòng)力來(lái)源，通過(guò)簡(jiǎn)要描述從側(cè)面了解汽車發(fā)展歷史。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.2“發(fā)條”汽車1649年，德國(guó)的鐘表匠漢斯?赫丘在前人的啟示下，制成一輛用鐘表發(fā)條做動(dòng)力的車。該車行駛速度1.6km/h，每前進(jìn)230m用人工上一次發(fā)條。發(fā)條汽車課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.3“蒸汽”汽車“卡布奧雷”1769年，法國(guó)陸軍工程師尼古拉斯.古諾發(fā)明了世界上第一輛蒸汽機(jī)車,這輛汽車被命名為“卡布奧雷”，車長(zhǎng)7.32m，車高2.2m，車架上放置著一個(gè)大鍋爐，前輪直徑1.28m，后輪直徑1.50m，前進(jìn)時(shí)靠前輪控制方向，每前進(jìn)12～15min需停車加熱15min，運(yùn)行速度3.5～3.9km/h。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.4“蓄電池電動(dòng)”汽車1834年，美國(guó)發(fā)明家T.Davenport發(fā)明了世界上第一輛真正意義上的電動(dòng)汽車，這輛電動(dòng)汽車采用不可充電的簡(jiǎn)單玻璃封裝蓄電池驅(qū)動(dòng)，只能行駛一小段距離。1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車裝上了電池和電動(dòng)機(jī)，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動(dòng)的車輛。20世紀(jì)初期，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展讓純電動(dòng)汽車退出市場(chǎng)。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線T.Davenport發(fā)明的電動(dòng)汽車二、汽車發(fā)展歷史2.4“內(nèi)燃機(jī)”汽車1885年，卡爾·本茨（KarlFriedrichBenz，1844—1929）將自行車的后輪改成并行的兩個(gè)輪子，將一臺(tái)奧托內(nèi)燃機(jī)置于后軸上，從而造出了全世界第一輛使用汽油內(nèi)燃機(jī)的汽車，如圖1.1所示。1885年的一天，本茨夫人將這輛三輪汽車開(kāi)上了路，成為有記載的第一位駕駛汽車的人，這個(gè)時(shí)間比戴姆勒和邁巴赫發(fā)明出四輪汽車早了幾個(gè)月。在戴姆勒去世后，兩家公司有了很多的合作。1926年，它們新的主人決定將這兩家競(jìng)爭(zhēng)了40年的公司合并，成立了今天享譽(yù)全球的戴姆勒–奔馳公司。而戴姆勒的合作伙伴邁巴赫，則成了該公司旗下超豪華汽車品牌。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線世界第一輛汽油內(nèi)燃機(jī)汽車二、汽車發(fā)展歷史2.5“新能源”汽車新能源汽車或替代燃料車，是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置），綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的車輛。新能源車包括四大類型：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）、純電動(dòng)車（BEV，包括太陽(yáng)能車）、燃料電池電動(dòng)車（FCEV）、其他新能源包括機(jī)械能（如超級(jí)電容器、飛輪、壓縮空氣等高效儲(chǔ)能器）車等與非常規(guī)的車用燃料指除汽油、柴油之外的燃料，如天然氣（NG）、液化石油氣（LPG）、乙醇汽油（EG）、甲醇、二甲醚等。為了應(yīng)付環(huán)保和石油危機(jī)，20紀(jì)70年代開(kāi)始提倡新能源車，已經(jīng)退出市場(chǎng)的“蓄電池電動(dòng)”汽車重新得到重視，旨在減少或放棄“內(nèi)燃機(jī)”汽車。1996年，由通用汽車生產(chǎn)和租賃的一款電動(dòng)汽車EV1是史上由大型汽車制造商生產(chǎn)出的第一款現(xiàn)代量產(chǎn)和專門設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車。1997年，混合動(dòng)力乘用車豐田普銳斯開(kāi)始發(fā)售，成為第一種量產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車，拉開(kāi)了復(fù)興電動(dòng)車的序幕。在我國(guó)，規(guī)定新能源車包括三類：純電動(dòng)車（EV）、插電混合動(dòng)力車（PHEV）、燃料電池車（FCEV）。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.6“智能”汽車從廣義上來(lái)說(shuō)，具備駕駛輔助功能的汽車都可以稱之為“智能汽車”或“自動(dòng)駕駛汽車”。更具體的，智能汽車是一種通過(guò)車載傳感系統(tǒng)來(lái)感知車輛的狀態(tài)和道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并自主控制行駛到達(dá)目的地的車輛，是一種智能的移動(dòng)終端。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著信息技術(shù)、動(dòng)力電池技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，以特斯拉為代表的造車新勢(shì)力極大地推動(dòng)了新能源汽車尤其是電動(dòng)汽車的發(fā)展，并向著“電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化”演進(jìn)。按照國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)智能化程度的不同，自動(dòng)駕駛汽車可以被分為5個(gè)等級(jí)：L1-輔助駕駛、L2-部分自動(dòng)駕駛、L3-有條件自動(dòng)駕駛、L4-高度自動(dòng)駕駛、L5-完全自動(dòng)駕駛（無(wú)人駕駛）。2017年7月11日，奧迪在西班牙發(fā)布了全球第一款實(shí)現(xiàn)L3級(jí)水平的量產(chǎn)車奧迪A8。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.6“智能”汽車目前，全球正處于普及L2和L3級(jí)別、實(shí)現(xiàn)L4級(jí)智能汽車的進(jìn)程當(dāng)中。根據(jù)我國(guó)發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035）》，到2025年，高度自動(dòng)駕駛汽車實(shí)現(xiàn)限定區(qū)域和特定場(chǎng)景的商業(yè)化應(yīng)用，充換電服務(wù)便利性顯著提高；到2035年，高度自動(dòng)駕駛汽車將實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。目前，智能汽車正在逐漸向人類走來(lái)并終將在我們這一代人實(shí)現(xiàn)，由于智能汽車具有智能化、網(wǎng)聯(lián)化、節(jié)能環(huán)保、安全便捷等特點(diǎn)，是未來(lái)汽車發(fā)展的必然方向。它的出現(xiàn)、普及將徹底顛覆人們的出行方式，重新定義汽車的屬性，將人們從駕駛中解放出來(lái)，并自動(dòng)安全地將乘客送往目的地。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.7智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車是近年逐漸普及和被接受的概念，中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)將智能網(wǎng)聯(lián)汽車（IntelligentConnectedVehicle,ICV）定義為：搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與X（人、車、路、后臺(tái)等）智能信息交換共享，具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能，可實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來(lái)完成操作的新一代汽車。從定義可以看出智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能汽車有較大的聯(lián)系，如圖1.2所示為智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)、智能交通等概念間的相互關(guān)系?？梢?jiàn)，智能汽車隸屬于智能交通大系統(tǒng)，而智能網(wǎng)聯(lián)汽車則屬于智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)的交集。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線智能汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車與車聯(lián)網(wǎng)等相互關(guān)系三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈從技術(shù)發(fā)展路徑來(lái)看，智能汽車分為3個(gè)發(fā)展方向：網(wǎng)聯(lián)式智能(connectedvehicle,CV)、自主式智能(autonomousvehicle,AV)，及前二者的融合，即智能網(wǎng)聯(lián)汽車(ICV)，如圖1.3所示。智能汽車的三種技術(shù)路徑課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線3.1智能汽車技術(shù)路徑

三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合了自主式智能汽車與網(wǎng)聯(lián)式智能汽車的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，涉及汽車、信息通信、交通等諸多領(lǐng)域，其技術(shù)架構(gòu)較為復(fù)雜，可劃分為“三橫兩縱”式技術(shù)架構(gòu)“：三橫”是指智能網(wǎng)聯(lián)汽車主要涉及的車輛、信息交互與基礎(chǔ)支撐3個(gè)領(lǐng)域技術(shù)，“兩縱”是指支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的車載平臺(tái)及基礎(chǔ)設(shè)施條件，如下圖所示。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線智能網(wǎng)聯(lián)汽車“三橫兩縱”技術(shù)架構(gòu)3.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)

三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈車輛關(guān)鍵技術(shù)可以細(xì)分為以下4種。（1）環(huán)境感知技術(shù)，包括利用機(jī)器視覺(jué)的圖像識(shí)別技術(shù)，利用雷達(dá)(激光、毫米波、超聲波)的周邊障礙物檢測(cè)技術(shù)，多源信息融合技術(shù)，傳感器冗余設(shè)計(jì)技術(shù)等。（2）智能決策技術(shù)，包括危險(xiǎn)事態(tài)建模技術(shù)，危險(xiǎn)預(yù)警與控制優(yōu)先級(jí)劃分，群體決策和協(xié)同技術(shù)，局部軌跡規(guī)劃，駕駛員多樣性影響分析等。（3）控制執(zhí)行技術(shù)，包括面向驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)的縱向運(yùn)動(dòng)控制，面向轉(zhuǎn)向的橫向運(yùn)動(dòng)控制，基于驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)/轉(zhuǎn)向/懸架的底盤一體化控制，融合車聯(lián)網(wǎng)(V2X)通信及車載傳感器的多車隊(duì)列協(xié)同和車路協(xié)同控制等。（4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，包括電子電氣架構(gòu)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)和智能計(jì)算平臺(tái)技術(shù)，搭建基于車路云一體化的車輛平臺(tái)架構(gòu)，并建立自主可控的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用生態(tài)等。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線3.3車輛關(guān)鍵技術(shù)三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈信息交互關(guān)鍵技術(shù)可以細(xì)分為以下3種。（5）專用通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括車輛專用通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車間信息共享與協(xié)同控制的通信保障機(jī)制，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，多模式通信融合技術(shù)等。（6）大數(shù)據(jù)云控基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)，包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車云平臺(tái)架構(gòu)與數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，云操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)和檢索技術(shù)，大數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析和深度挖掘技術(shù)等。（7）車路協(xié)同技術(shù)，包括智能車載技術(shù)、智能路側(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、云控技術(shù)等。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線3.4信息交互關(guān)鍵技術(shù)三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈基礎(chǔ)支撐技術(shù)可以細(xì)分為以下5種。（8）人工智能技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)視覺(jué)、大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器人技術(shù)、語(yǔ)音識(shí)別與自然語(yǔ)言處理、云計(jì)算、AR/VR等。（9）安全技術(shù)，包括汽車信息安全技術(shù)、功能安全技術(shù)、預(yù)期功能安全技術(shù)，汽車信息安全測(cè)試方法，信息安全漏洞應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制等。（10）高精度地圖和定位技術(shù)，包括高精度地圖數(shù)據(jù)模型與采集式樣、交換格式和物理存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，基于北斗地基增強(qiáng)的高精度定位技術(shù)，多源輔助定位技術(shù)等。（11）測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)，包括ICV測(cè)試評(píng)價(jià)方法與測(cè)試環(huán)境建設(shè)。（12）標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，包括ICV整體標(biāo)準(zhǔn)體系以及設(shè)計(jì)汽車、交通、通信等各領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線3.5基礎(chǔ)支撐技術(shù)四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線涉及智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的不僅有傳統(tǒng)和新興的車企，還有相關(guān)的零部件供應(yīng)商及跨界的科技公司。目前，智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)正處于快速發(fā)展探索階段，在技術(shù)路線上存在多種可能，并沒(méi)有一條大家都比較認(rèn)同的路線。由于各個(gè)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)、資金和技術(shù)水平等不同，所以各個(gè)企業(yè)都有自己傾向的技術(shù)路線。傳統(tǒng)的車企傾向于通過(guò)技術(shù)的不斷累積、測(cè)試數(shù)據(jù)的不斷增加、場(chǎng)景的不斷豐富，逐步從先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)過(guò)渡到半自動(dòng)駕駛，最終實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛。例如，現(xiàn)如今各大傳統(tǒng)車企借助其在整車方面的優(yōu)勢(shì)，都積極推出配備有相應(yīng)的駕駛輔助系統(tǒng)、部分自動(dòng)化駕駛系統(tǒng)的車型。而某些跨界的科技公司則借助其在數(shù)據(jù)采集處理、算法、硬件平臺(tái)、人工智能等方面的優(yōu)勢(shì)，直接跨越到高等級(jí)自動(dòng)駕駛的階段，如直接開(kāi)發(fā)4/5級(jí)別的自動(dòng)駕駛車輛，其直接目的就是要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛車輛的量產(chǎn)上市。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.1技術(shù)路線主流方案四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.1技術(shù)路線主流方案特斯拉以視覺(jué)為主導(dǎo)的方案目前，智能網(wǎng)聯(lián)汽車在技術(shù)路線上主要有兩種主流方案：一種是以視覺(jué)為主導(dǎo)的方案（如特斯拉Model3），通過(guò)相機(jī)或攝像頭進(jìn)行環(huán)境的感知，可以用于對(duì)物體的識(shí)別和追蹤及車輛的定位。該路線使用的相機(jī)或攝像頭價(jià)格低廉，安裝方便，比較適用于自動(dòng)駕駛車輛的量產(chǎn)。它的缺點(diǎn)就在于算法的復(fù)雜程度較高，容易受到極端天氣的影響，在光線比較弱的情況下效果比較差。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線360°前置、側(cè)方和車尾攝像頭，視野范圍達(dá)360度250米強(qiáng)大的視覺(jué)處理能力，探測(cè)距離可達(dá)250米TeslaVision視覺(jué)處理系統(tǒng)能夠探測(cè)附近車輛以降低碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并輔助泊車四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.1技術(shù)路線主流方案另一種是以激光雷達(dá)（LightDetectionandRanging，LiDAR）為主導(dǎo)（如谷歌Waymo）的多傳感器融合方案，通過(guò)激光雷達(dá)進(jìn)行障礙物的檢測(cè)，借助激光雷達(dá)掃描的點(diǎn)云和高精地圖的匹配實(shí)現(xiàn)車輛的定位。這種方案可以解決攝像頭受光線影響的缺點(diǎn)，而且激光雷達(dá)的檢測(cè)范圍廣，準(zhǔn)確度高，算法的復(fù)雜程度相對(duì)較低。但是它也有缺點(diǎn)，激光的傳播速度容易受到懸浮顆粒物的干擾，當(dāng)空氣中的懸浮顆粒物過(guò)大時(shí)，其準(zhǔn)確性會(huì)大大降低。另外其價(jià)格昂貴，阻礙了自身的實(shí)際應(yīng)用。不過(guò)對(duì)于堅(jiān)持以激光雷達(dá)為主導(dǎo)的車企來(lái)說(shuō)，它通過(guò)自主開(kāi)發(fā)激光雷達(dá)，將成本降低了不少，例如，谷歌通過(guò)自研激光雷達(dá)成本降低超過(guò)90%，而華為自研96線激光雷達(dá)成本大約為數(shù)百美元，若是實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上市，激光雷達(dá)的價(jià)格還會(huì)進(jìn)一步降低。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.2特斯拉Model

3技術(shù)路線特斯拉Model3采用的是視覺(jué)方案，配置8個(gè)攝像頭、1個(gè)毫米波雷達(dá)和12個(gè)超聲波雷達(dá)。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線傳感器數(shù)量功能/作用前視主視野攝像頭1視野能覆蓋大部分交通場(chǎng)景，最大探測(cè)距離為150m前視窄視野攝像頭（長(zhǎng)焦距鏡頭）1視野相對(duì)較窄，適用于高速行駛的交通場(chǎng)景，并可以清晰拍攝遠(yuǎn)達(dá)250m的物體。同時(shí)，此鏡頭可以記錄影像信息來(lái)實(shí)現(xiàn)行車記錄功能前視寬視野攝像頭（魚(yú)眼鏡頭）1視野達(dá)120°，能夠拍攝到交通信號(hào)燈、行駛路線上的障礙物和距離較近的物體，適用于城市街道、低速緩行的交通場(chǎng)景。最大探測(cè)距離為60m側(cè)方前視攝像頭290°角側(cè)方前視攝像頭位于車輛兩側(cè)的B柱上，最大監(jiān)測(cè)距離為80m。其能夠監(jiān)測(cè)到高速公路上突然并入當(dāng)前車道的車輛，在進(jìn)入視野受限的交叉路口時(shí)也可提供更多的安全保障側(cè)方后視攝像頭2側(cè)方后視攝像頭位于車輛兩側(cè)的翼子板上，其最大監(jiān)測(cè)距離達(dá)100m，能監(jiān)測(cè)車輛兩側(cè)的后方盲區(qū)，在變道和匯入高速公路時(shí)起著重要作用后視攝像頭1后視攝像頭擁有50m最大監(jiān)測(cè)距離，應(yīng)用于復(fù)雜的泊車場(chǎng)景毫米波雷達(dá)1作為主要相機(jī)和圖像處理系統(tǒng)的輔助傳感器，用于識(shí)別前方障礙物，最大探測(cè)距離為160m超聲波雷達(dá)12主要用于監(jiān)控周圍的區(qū)域，以及是否有車輛或其他物體存在的盲點(diǎn)，降低碰撞風(fēng)險(xiǎn)和輔助泊車，其最大有效測(cè)距為8m四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.2特斯拉Model

3技術(shù)路線2021年5月，特斯拉宣布將取消北美版2021款Model3和ModelY的毫米波雷達(dá)傳感器，只用8個(gè)攝像頭和12個(gè)特斯拉實(shí)現(xiàn)輔助駕駛，成為視覺(jué)方案的技術(shù)路線上僅有的存在。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線Model3視覺(jué)路線傳感器布置方案四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.3谷歌Waymo自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)路線攝像頭有兩個(gè)致命缺點(diǎn)：一是作用距離和測(cè)距精度不如毫米波雷達(dá)。二是容易受光照、天氣等因素的影響。而毫米波雷達(dá)恰好可以彌補(bǔ)，但毫米波雷達(dá)不能成像，所以難以識(shí)別車道線、交通標(biāo)志等元素。所以，絕大多數(shù)企業(yè)會(huì)采用攝像頭+毫米波雷達(dá)的融合方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)L2級(jí)自動(dòng)駕駛能力，更準(zhǔn)確地說(shuō)是高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS），比如自適應(yīng)巡航、車道保持等功能。眾所周知，一個(gè)系統(tǒng)想要變得可靠，關(guān)鍵原則是把這個(gè)系統(tǒng)做“冗余”。特斯拉的純視覺(jué)路線其實(shí)不是主流，主流的技術(shù)路線還是以激光雷達(dá)為主、融合攝像頭和毫米波雷達(dá)等多種傳感器。目前，自動(dòng)駕駛?cè)蝾I(lǐng)先的無(wú)疑是谷歌Waymo。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.3谷歌Waymo自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)路線從Waymo成立之時(shí)，就定下了一條“零容忍政策”——安全。正如其公司使命說(shuō)的“讓人和物更便捷安全的移動(dòng)”。Waymo將這一理念融入到了其各項(xiàng)技術(shù)，主要體現(xiàn)在其虛實(shí)結(jié)合的路測(cè)、激光雷達(dá)以及冗余安全系統(tǒng)，通過(guò)這幾項(xiàng)技術(shù)構(gòu)建了其強(qiáng)大而可靠的安全體系。如下圖所示是Waymo第五代自動(dòng)駕駛平臺(tái)安裝在捷豹I-Pace車型上的示意圖。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線Model3視覺(jué)路線傳感器布置方案四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.3谷歌Waymo自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)路線車頂?shù)?60度的激光雷達(dá)，最遠(yuǎn)可以探測(cè)300m以外的物體，可以形成實(shí)時(shí)的車輛鳥(niǎo)瞰圖，同時(shí)也能探測(cè)到路旁的騎行者和行人。長(zhǎng)距離探測(cè)攝像頭和360度攝像頭，可以探測(cè)到更遠(yuǎn)的位置，讓車輛可以識(shí)別更多重要的細(xì)節(jié)，如能探測(cè)到500m以外的停車標(biāo)志。此外，探測(cè)車輛側(cè)邊的攝像頭系統(tǒng)可以和側(cè)向激光雷達(dá)配合使用，為WaymoDriver系統(tǒng)提供另一個(gè)視角，更準(zhǔn)確辨認(rèn)正在靠近車輛的物體。車輛側(cè)邊的側(cè)向近距離激光雷達(dá)，分別安裝在車輛周圍的四個(gè)點(diǎn)。這四個(gè)激光雷達(dá)還能增加探測(cè)的視野范圍，這樣就能檢測(cè)正在靠近車輛的物體。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線Waymo無(wú)人車頂?shù)募す饫走_(dá)四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.3谷歌Waymo自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)路線Waymo的視覺(jué)系統(tǒng)總共配置有29個(gè)攝像頭，能夠?yàn)閃aymoDriver系統(tǒng)提供更高分辨率的圖像，以及更廣的視野。這些攝像頭的視野也有所重疊，不會(huì)產(chǎn)生視野盲區(qū)。攝像頭、激光雷達(dá)與清潔系統(tǒng)和加熱裝置組裝在一起，能夠在任何天氣下都能保證正常運(yùn)行。還有就是毫米波雷達(dá)，Waymo的新型高分辨率成像雷達(dá)分別安裝在車輛的六個(gè)位置，可以追蹤靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的物體、還可以看到遠(yuǎn)處的小物體，對(duì)間隔較近的物體加以區(qū)分。毫米波雷達(dá)與激光雷達(dá)和攝像頭形成互補(bǔ)，在特殊天氣條件下就能更大程度發(fā)揮其功能。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線Waymo無(wú)人車頂?shù)募す饫走_(dá)認(rèn)識(shí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術(shù)智能汽車傳感器應(yīng)用技術(shù)一、課程導(dǎo)入環(huán)境感知技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一，而傳感器又是智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知的硬件基礎(chǔ)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的環(huán)境感知傳感器是區(qū)別于傳統(tǒng)汽車最主要的表觀特征，也占據(jù)了智能汽車成本增量的主要部分，主要包括激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、視覺(jué)傳感器和超聲波雷達(dá)。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)駕駛技術(shù)思考討論題（2分鐘）一、課程導(dǎo)入你知道有哪些車企研發(fā)了自動(dòng)駕駛產(chǎn)品嗎？答：通用、福特、現(xiàn)代、特斯拉、蔚來(lái)、小鵬等?，F(xiàn)代福特通用課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)二、環(huán)境感知傳感器2.1激光雷達(dá)激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛車輛中有著非常重要的作用，它可以大范圍、大角度、高精度地對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行掃描，然后對(duì)掃描得到的點(diǎn)云進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)3D環(huán)境的實(shí)時(shí)建模。激光雷達(dá)在車輛定位、對(duì)象識(shí)別、對(duì)象追蹤、環(huán)境感知和高精地圖的創(chuàng)建等多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)中都有著非常重要的作用。另一方面，激光雷達(dá)仍然面臨一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)。首先，目前其成本較高；其次，其工作時(shí)比較容易受到天氣的影響，在大雨、濃霧和濃煙的環(huán)境中，激光的衰減大，傳播的距離大受影響。第三，當(dāng)激光雷達(dá)遇到高反射率的表面時(shí)，其測(cè)量精度也會(huì)受到影響。另外，當(dāng)使用純機(jī)械式激光雷達(dá)時(shí)，其掃描旋轉(zhuǎn)頻率深受機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，最快的旋轉(zhuǎn)速率大約為10Hz，限制了數(shù)據(jù)流的刷新頻率，如果采用固態(tài)激光雷達(dá)，則需要配合使用多個(gè)激光雷達(dá)才能完成對(duì)周圍環(huán)境的感知。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)激光雷達(dá)掃描周圍環(huán)境二、環(huán)境感知傳感器2.2毫米波雷達(dá)毫米波雷達(dá)在智能汽車中有著非常重要的作用，且無(wú)法被激光雷達(dá)、攝像頭等其他傳感器所取代，它的檢測(cè)距離遠(yuǎn)，能夠檢測(cè)物體的速度、距離和方位，其抗天氣干擾的能力強(qiáng)，價(jià)格便宜。雖然毫米波雷達(dá)檢測(cè)精度不如激光雷達(dá)，且不能檢測(cè)到物體具體的形狀，但它具有明顯的多普勒效應(yīng)，可以檢測(cè)其多普勒頻移來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)物體速度的測(cè)量；與相機(jī)相比其能夠提供深度信息，可以直接測(cè)得物體的距離。毫米波雷達(dá)探測(cè)前方物體距離課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)二、環(huán)境感知傳感器2.3車載視覺(jué)傳感器車載視覺(jué)傳感器（或稱車載攝像頭）是一種能夠獲取環(huán)境圖像信息的傳感器，也是智能汽車中最重要的傳感器之一。車載視覺(jué)傳感器獲取圖像后，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為圖像模擬信號(hào)，并傳送給專用圖像處理系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化信號(hào)。最后對(duì)這些數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，以抽取目標(biāo)特征，獲得相應(yīng)的識(shí)別信息。眾所周知，特斯拉Autopilot系統(tǒng)是相機(jī)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中應(yīng)用的成功典范，該系統(tǒng)以攝像頭為主傳感器，不采用激光雷達(dá)方案，靠攝像頭信息進(jìn)行道路識(shí)別、交通標(biāo)志識(shí)別以及車輛和行人的識(shí)別等。車載視覺(jué)傳感器按照構(gòu)成形式可分成單目攝像頭、雙目攝像頭和全景攝像頭等多種；按照其安裝在汽車上的位置可以分成前視攝像頭、后視攝像頭、全景攝像頭以及車內(nèi)監(jiān)控?cái)z像頭等。車載視覺(jué)傳感器獲取環(huán)境圖像信息課程導(dǎo)入不同ADAS功能的汽車傳感器布置方案環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)二、環(huán)境感知傳感器2.3超聲波雷達(dá)超聲波雷達(dá)（UltrasonicRadar）是通過(guò)發(fā)射、接收40kHz、48kHz或58kHz頻率的超聲波，根據(jù)時(shí)間差測(cè)算出障礙物距離的安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示器告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員駐車、倒車和起動(dòng)車輛時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷。超聲波雷達(dá)探測(cè)周圍障礙物課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合多傳感器信息融合的分類隨自動(dòng)駕駛程度的遞進(jìn)，對(duì)汽車的性能要求也越來(lái)越高，環(huán)境感知的能力也需要相應(yīng)的提高。單一的傳感器難以滿足自動(dòng)駕駛復(fù)雜行駛路況信息的采集，因此多傳感器信息的融合是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的必由之路。多傳感器信息融合的方式分為前融合和后融合。多傳感器信息融合前融合后融合課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合不同類型傳感器都存在著不同的優(yōu)劣勢(shì)，單一的傳感器難以滿足復(fù)雜行駛路況信息的采集，因此多傳感器信息融合是必由之路。多傳感器信息融合的感知系統(tǒng)可以形成互補(bǔ)，有效應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的光照，天氣，路況各種復(fù)雜條件，以及在安全方面形成冗余設(shè)計(jì)。傳感器融合分成兩種：前融合和后融合。所謂的前融合，是指在原始層把各種傳感器的數(shù)據(jù)融合在一起，實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的同步，前融合只有一個(gè)感知算法。而后融合，是指每個(gè)傳感器各自獨(dú)立處理生成目標(biāo)數(shù)據(jù)，再由主處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，涉及多個(gè)感知算法。激光雷達(dá)與視覺(jué)傳感器的信息融合課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合多傳感器信息融合的分類1、前融合前融合只有一個(gè)感知算法，在原始層把各種傳感器的數(shù)據(jù)融合在一起，實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的同步，包括空間同步和時(shí)間同步。前融合技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合多傳感器信息融合的分類2、后融合有多個(gè)感知算法，每個(gè)傳感器首先各自獨(dú)立處理生成目標(biāo)數(shù)據(jù)，再由主處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。后融合技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合3.1前融合的優(yōu)勢(shì)相較于后融合，前融合的優(yōu)勢(shì)在于以下兩點(diǎn)。（1）前融合將所有傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一算法處理，降低了整個(gè)感知架構(gòu)的復(fù)雜度和系統(tǒng)延遲；（2）許多后融合感知中被過(guò)濾掉的無(wú)效和無(wú)用的信息，在前感知路線中通過(guò)與其他傳感器數(shù)據(jù)融合后進(jìn)行綜合識(shí)別，可以創(chuàng)建出一個(gè)更全面、更完整的環(huán)境感知信息，大大提高感知系統(tǒng)的穩(wěn)健性。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)激光雷達(dá)與視覺(jué)傳感器的信息融合三、多傳感器信息融合3.2前融合的要求前融合對(duì)于提高感知系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)健性有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但是實(shí)現(xiàn)多傳感的前融合對(duì)于軟件、硬件、通信提出了更高的要求：（1）軟件算法需求：各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)采集方式和周期相對(duì)獨(dú)立，后融合向前融合轉(zhuǎn)化需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)空間和時(shí)間同步，控制時(shí)間誤差需要在1微秒以內(nèi)，100m外的物體距離精度要在3cm以內(nèi)，這樣需要主機(jī)廠在算法端給各個(gè)傳感器提供時(shí)間校準(zhǔn)和空間標(biāo)定的功能。（2）芯片算力需求：整車所有傳感器原始數(shù)據(jù)都匯集到中央計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行處理，對(duì)于AI芯片的算力提出更高的要求。（3）數(shù)據(jù)通信需求：一是車載的傳感器如毫米波雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)等來(lái)自于不同硬件廠商，因?yàn)楫a(chǎn)品接口與商業(yè)協(xié)議等等問(wèn)題，有些傳感器無(wú)法獲得原始數(shù)據(jù)；二是車內(nèi)通信帶寬需升級(jí)來(lái)支持多傳感器數(shù)據(jù)的并發(fā)。多傳感器前融合是長(zhǎng)周期目標(biāo)，目前還屬于智能駕駛發(fā)展初期，傳感器本身硬件升級(jí)還有長(zhǎng)足空間。多傳感器發(fā)展路徑會(huì)趨向冗余再融合，在傳感器搭載數(shù)量和性能升級(jí)的基礎(chǔ)上，逐漸實(shí)現(xiàn)多傳感器融合。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合3.2多傳感器信息融合的分類3、前后融合對(duì)比相較于后融合，前融合的優(yōu)勢(shì)在于：前融合將所有傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一算法處理，降低了整個(gè)感知架構(gòu)的復(fù)雜度和系統(tǒng)延遲。后融合感知會(huì)過(guò)濾掉的無(wú)效和無(wú)用的信息，而前融合可通過(guò)這些信息與其他傳感器數(shù)據(jù)融合后進(jìn)行綜合識(shí)別，感知系統(tǒng)穩(wěn)健性更高。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)環(huán)境感知技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)，它通過(guò)安裝在車輛上的傳感器對(duì)道路、行人、車輛、信號(hào)燈、交通標(biāo)志等因素進(jìn)行識(shí)別。環(huán)境感知技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)4.1道路識(shí)別技術(shù)道路識(shí)別技術(shù)指提取車道的幾何結(jié)構(gòu)、確定車輛在車道中的位置及方向、確定車輛可行駛的區(qū)域。道路識(shí)別技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)4.2行人檢測(cè)技術(shù)行人檢測(cè)技術(shù)主要包括兩種常用的方式，一是基于視覺(jué)的行人檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)一定的算法如方向梯度直方圖（HistogramofOrientedGradient，HOG）與支持向量機(jī)（SupportVectorMachines，SVM）配合檢測(cè)的方法實(shí)現(xiàn)行人識(shí)別；二是基于視覺(jué)和激光雷達(dá)融合的行人檢測(cè)技術(shù)，激光雷達(dá)可以獲得行人在二維平面的位置及其他狀態(tài)信息，可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行較為精準(zhǔn)的狀態(tài)估算。通過(guò)激光雷達(dá)和攝像頭數(shù)據(jù)的融合進(jìn)行綜合判斷，可以提高系統(tǒng)的檢測(cè)性能及檢測(cè)精度。行人檢測(cè)技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)4.3車輛檢測(cè)技術(shù)車輛檢測(cè)技術(shù)與行人檢測(cè)技術(shù)一樣包括兩種方式，基于視覺(jué)的車輛檢測(cè)技術(shù)可分為基于車輛外觀的檢測(cè)方法和基于車輛運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)方法?；谲囕v外觀的檢測(cè)方法從單幀圖像中進(jìn)行車輛檢測(cè)，而基于車輛運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)方法使用連續(xù)幀的圖像進(jìn)行車輛檢測(cè)。早期由于計(jì)算機(jī)和顯卡的處理速度較低，車輛使用圖像對(duì)稱性和邊緣特征進(jìn)行檢測(cè)。近年來(lái)，基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測(cè)算法取得了很大的突破，如基于候選區(qū)域的R-CNN系列算法和YOLO算法等，基于視覺(jué)的車輛檢測(cè)技術(shù)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。車輛檢測(cè)技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)4.3車輛檢測(cè)技術(shù)另一種車輛檢測(cè)技術(shù)是基于視覺(jué)和激光雷達(dá)融合的，是最近幾年發(fā)展起來(lái)的技術(shù)。激光雷達(dá)能夠快速掃描平面的距離信息，并獲得障礙物在掃描平面中的外輪廓，并且不受光照條件等因素的影響。兩種傳感器可以實(shí)現(xiàn)功能上的互補(bǔ)，在檢測(cè)過(guò)程中需要將車輛坐標(biāo)、激光雷達(dá)坐標(biāo)和攝像頭坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)一融合并轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下進(jìn)行處理，其檢測(cè)精度較高，是較為先進(jìn)的技術(shù)。車輛檢測(cè)技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)4.4交通信號(hào)燈識(shí)別技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)交通信號(hào)燈的檢測(cè)與識(shí)別是無(wú)人駕駛與輔助駕駛必不可少的一部分，其識(shí)別精度直接關(guān)乎智能駕駛的安全。從顏色來(lái)看，交通信號(hào)燈的顏色有紅色、黃色、綠色這三種顏色，而且三種顏色在交通信號(hào)燈中出現(xiàn)的位置都有一定的順序關(guān)系。從功能來(lái)看，交通信號(hào)燈有機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、閃光警告信號(hào)燈、道口信號(hào)燈、非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、左轉(zhuǎn)非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、車道信號(hào)燈、方向指示信號(hào)燈、掉頭信號(hào)燈等?？傮w來(lái)說(shuō)，交通信號(hào)燈識(shí)別技術(shù)大多是基于傳統(tǒng)的圖像處理方法，雖然目前也有用強(qiáng)學(xué)習(xí)能力的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去進(jìn)行識(shí)別，但這類方法往往需要大量的訓(xùn)練樣本避免過(guò)擬合的風(fēng)險(xiǎn)。截至目前的大多數(shù)方法都是在各種顏色空間中利用信號(hào)燈顏色的先驗(yàn)進(jìn)行分割得到感興趣區(qū)域，然后再通過(guò)信號(hào)燈所特有的形狀特征和角點(diǎn)特征等進(jìn)行進(jìn)一步的判定。交通信號(hào)燈識(shí)別技術(shù)四、環(huán)境感知技術(shù)4.5交通標(biāo)志識(shí)別技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)交通標(biāo)志是用文字或符號(hào)傳遞引導(dǎo)、限制、警告或指示信息的道路設(shè)施，是實(shí)施交通管理，保證道路交通安全、順暢的重要標(biāo)志，因此，交通標(biāo)志的識(shí)別技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的一項(xiàng)重要技術(shù)。當(dāng)前交通標(biāo)志的檢測(cè)方法主要有兩種，一種是基于顏色特征和圖形特征組合的識(shí)別技術(shù)，是目前較常用的技術(shù)，主要實(shí)現(xiàn)步驟包括圖像預(yù)處理、交通標(biāo)志分割、交通標(biāo)志提取和識(shí)別結(jié)果匹配等步驟；另外一種是基于深度學(xué)習(xí)的識(shí)別技術(shù)，該技術(shù)讓識(shí)別不再依靠具體固定的參數(shù)，而是通過(guò)一系列的條件判斷讓系統(tǒng)找到概率最大的目標(biāo)，以此提升識(shí)別的準(zhǔn)確度和靈活性，有效提高了交通標(biāo)志識(shí)別的準(zhǔn)確率及識(shí)別速度，是目前研究熱點(diǎn)。交通標(biāo)志識(shí)別技術(shù)五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)5.1集成化，微型化更進(jìn)一步利用微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)將微m數(shù)量級(jí)的敏感元件、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在同一芯片上，傳感器具有體積小、功能上的一體化、可靠性高等特點(diǎn)。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)集成化，微型化五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)5.2智能化，多功能化更顯智能智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的智能傳感器除了實(shí)現(xiàn)傳感的基本功能之外，還具備自校準(zhǔn)、自補(bǔ)償?shù)裙δ?，更重要的是能夠基于自身邏輯判斷和信息處理能力，?duì)采集的信號(hào)進(jìn)行智能處理。課程導(dǎo)入不同ADAS功能的汽車傳感器布置方案環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)智能化多功能化五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)5.3多傳感器融合趨勢(shì)保持目前多傳感器融合是MEMS中最熱門的趨勢(shì)，例如，九軸慣性傳感器在一個(gè)封裝內(nèi)整合1顆3軸加速度計(jì)、1顆3軸陀螺儀和1顆3軸磁力計(jì)，同時(shí)具備優(yōu)異的傳感器性能和9自由度(DOF)慣性感應(yīng)功能。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)九軸慣性傳感器五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)5.1軟件與算法將起到關(guān)鍵核心作用隨著“新四化”趨勢(shì)的發(fā)展，汽車電子構(gòu)架不斷革新，汽車硬件體系將逐漸趨于一致，汽車硬件上很難形成差異化，這時(shí)軟件和算法就成為車企競(jìng)爭(zhēng)的核心要素。通過(guò)微處理器中的智能算法將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，補(bǔ)償，融合，計(jì)算，校正并實(shí)時(shí)輸出符合精度要求的最終數(shù)據(jù)，如下圖所示。在不同的智能傳感器中會(huì)應(yīng)用到不同的智能算法。智能算法是智能傳感器數(shù)據(jù)處理和融合的核心，也是評(píng)價(jià)不同廠家產(chǎn)品性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。智能算法課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)智能汽車傳感器應(yīng)用技術(shù)一、課程導(dǎo)入大家都知道智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)有哪些功能嗎？課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架二、智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)2.1智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架本教材作為職業(yè)院校教材，以培養(yǎng)高素質(zhì)技能人才為目的，采用項(xiàng)目化的方式開(kāi)展理實(shí)一體化教學(xué)，建議搭建以下的實(shí)訓(xùn)環(huán)境和實(shí)訓(xùn)設(shè)備：一間能容納40-50人的理實(shí)一體化的多媒體教室，以及6臺(tái)及以上具有各種典型環(huán)境感知傳感器、滿足安裝、測(cè)調(diào)和仿真等功能的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，本教材開(kāi)展的實(shí)訓(xùn)采用的是如下圖的實(shí)訓(xùn)設(shè)備：汽車智能傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)（后續(xù)簡(jiǎn)稱實(shí)訓(xùn)平臺(tái)），后續(xù)章節(jié)將使用它開(kāi)展相關(guān)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，具體介紹可參考本教材提供的用戶手冊(cè)。二、智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)2.1智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架三、故障診斷臺(tái)架2.1故障設(shè)置步驟課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架此外，為方便學(xué)生進(jìn)行故障診斷，本教材還配套了故障診斷臺(tái)架（后面簡(jiǎn)稱故障診斷臺(tái)），如圖1.9所示，左側(cè)是診斷臺(tái)實(shí)物圖，右側(cè)是其系統(tǒng)原理圖，在原理圖上提供相應(yīng)的診斷接口，方便學(xué)生通過(guò)萬(wàn)用表、示波器等測(cè)量?jī)x器來(lái)進(jìn)行排故操作。三、故障診斷臺(tái)架2.1故障設(shè)置步驟在實(shí)際操作過(guò)程中，要把診斷臺(tái)的信號(hào)接口線和電源線與實(shí)訓(xùn)平臺(tái)提供的信號(hào)線和電源線連接上。通過(guò)上位機(jī)的專用軟件“智能網(wǎng)聯(lián)汽車三位數(shù)字化仿真教學(xué)”可以設(shè)置故障碼和消除故障碼，故障類型主要是設(shè)置電源正負(fù)極的斷路、信號(hào)線的斷路和短路等。如果沒(méi)有該故障診斷臺(tái)，可以使用傳統(tǒng)的故障設(shè)置方法，通過(guò)把相關(guān)引腳的連接線引出來(lái)，通過(guò)中間件（如面包板等）改變線路“開(kāi)斷短”狀態(tài)，只要線路狀態(tài)對(duì)學(xué)生不可見(jiàn)即可。有能力的院校教師可自行設(shè)計(jì)“診斷小黑箱”，以達(dá)到同樣的測(cè)試診斷效果。課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架三、故障診斷臺(tái)架2.1故障設(shè)置步驟由于“智能網(wǎng)聯(lián)汽車三位數(shù)字化仿真教學(xué)”（圖標(biāo)如下圖所示）軟件的故障設(shè)置在后續(xù)章節(jié)有通用性，在此簡(jiǎn)要介紹其設(shè)置步驟，后續(xù)章節(jié)將不再贅述。（1）硬件連接。確保實(shí)訓(xùn)平臺(tái)和故障診斷臺(tái)的診斷線束和電源線束連接正確，并接通電源。課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架三、故障診斷臺(tái)架2.1故障設(shè)置步驟（2）進(jìn)入主界面。打開(kāi)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)配套的電腦，在桌面找到“智能網(wǎng)聯(lián)汽車三位數(shù)字化仿真教學(xué)”軟件，雙擊進(jìn)入軟件主界面，單擊主界面左側(cè)“故障診斷”，可以看到智能傳感器測(cè)試裝調(diào)臺(tái)架一共有5個(gè)傳感器，分別是超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、組合導(dǎo)航、激光雷達(dá)和視覺(jué)傳感器，“Running”代表各個(gè)傳感器與軟件連接上并正在工作，下方的“故障碼”和“故障描述”在正常情況下的值是“Null”，要是有故障則會(huì)把相應(yīng)的故障碼和故障描述顯示出來(lái)，如圖1.11所示。單擊右上角的圓圈箭頭的圖標(biāo)可以進(jìn)行“刷新”，在設(shè)置故障和消除故障時(shí)都需要先進(jìn)行“刷新”才能讀取最新?tīng)顟B(tài)；單擊旁邊的小甲蟲(chóng)圖標(biāo)可以進(jìn)入故障設(shè)置頁(yè)面，進(jìn)行相關(guān)的故障設(shè)置。課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架三、故障診斷臺(tái)架2.1故障設(shè)置步驟（3）進(jìn)入故障設(shè)置頁(yè)面。單擊小甲蟲(chóng)圖標(biāo)，需要管理員登錄，密碼是“6666”，如下圖所示，輸入后單擊“登錄”進(jìn)入故障設(shè)置頁(yè)面，如下圖所示。課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架三、故障診斷臺(tái)架2.1故障設(shè)置步驟（4）設(shè)置故障。在故障設(shè)置頁(yè)面可以設(shè)置超聲波雷達(dá)控制器、毫米波雷達(dá)、組合導(dǎo)航、激光雷達(dá)和視覺(jué)傳感器的故障，如下圖所示，單擊相應(yīng)的卡片可以看到可以設(shè)置的故障。設(shè)置完成后，單擊提交，返回主界面。課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架三、故障診斷臺(tái)架2.1故障設(shè)置步驟（5）查看故障設(shè)置情況。單擊右上角“刷新”按鈕，此時(shí)彈出信息框提示“讀取成功”，同時(shí)在頁(yè)面顯示“超聲波雷達(dá)控制器”為“Error”，故障碼和故障描述如圖所示，故障設(shè)置成功。課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架三、故障診斷臺(tái)架2.1故障設(shè)置步驟（6）清除故障。故障設(shè)置完畢，接下來(lái)可安排學(xué)生進(jìn)行排故，鍛煉學(xué)生排故思維和使用工具的能力。待其找到故障，提出正確的排故思路后，進(jìn)行故障消除步驟：進(jìn)入到故障設(shè)置頁(yè)面，如圖1.13所示，可以單擊“全部解除故障”按鈕，然后單擊“提交”，即可清除故障，回到“故障診斷”頁(yè)面，單擊“刷新”，故障清除。課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架三、故障診斷臺(tái)架2.2其他合適的硬件環(huán)境對(duì)于沒(méi)有該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)和診斷臺(tái)的院校要開(kāi)展教學(xué)，應(yīng)當(dāng)采購(gòu)但不限于以下的設(shè)備：（1）具有足夠的環(huán)境感知傳感器：視覺(jué)傳感器（單目、雙目和遠(yuǎn)紅外等），超聲波傳感器，毫米波雷達(dá)，激光雷達(dá)，組合導(dǎo)航等。（2）支持足夠算法功能的工控機(jī)或PC機(jī)（具有圖像處理芯片）：高精度定位、車道標(biāo)識(shí)線檢測(cè)、障礙物檢測(cè)、動(dòng)態(tài)物體跟蹤、障礙物分類識(shí)別、行人識(shí)別和交通標(biāo)志識(shí)別等。（3）支持第1點(diǎn)中提及的傳感器的測(cè)試軟件，滿足測(cè)試和可視化等要求。（4）工具方面包括：常用工具一套、萬(wàn)用表、示波器、CAN分析儀和UBS轉(zhuǎn)232串口線等。（5）其他配套支持（可選）：自帶鋰電池與穩(wěn)壓電源（支持設(shè)備可室內(nèi)外移動(dòng)）、WIFI天線和麥克風(fēng)等。課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架認(rèn)識(shí)視覺(jué)傳感器智能汽車傳感器應(yīng)用技術(shù)一、課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器的概念車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)視覺(jué)傳感器目前作為汽車基礎(chǔ)的感知器件得到廣泛應(yīng)用：?jiǎn)诬嚮緲?biāo)配4~6顆攝像頭，而新能源汽車及智能網(wǎng)聯(lián)汽車則動(dòng)輒10個(gè)以上。可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展到L4階段及以后，視覺(jué)傳感器還將發(fā)揮重要角色，在數(shù)量上只增不減。二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史當(dāng)前討論的視覺(jué)傳感器主要是指通過(guò)對(duì)攝像機(jī)拍攝到的圖像進(jìn)行圖像處理，來(lái)計(jì)算對(duì)象物的特征量（面積、重心、長(zhǎng)度、位置等），并輸出數(shù)據(jù)和判斷結(jié)果的圖像傳感器。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史如果要追根溯源的話，圖像傳感器的歷史可以一直追溯到“小孔成像”現(xiàn)象：在一個(gè)明亮的物體與屏幕間放一塊擋板，擋板上開(kāi)一個(gè)小孔，在屏幕上會(huì)形成物體的一個(gè)倒立的實(shí)像。小孔成像現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是早期光學(xué)研究中揭示光的直線傳播性的最重要的證據(jù)之一，也是后世照相、幻燈等技術(shù)誕生的物理基礎(chǔ)。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史成書(shū)于戰(zhàn)國(guó)中期（約公元前4世紀(jì)中葉以前）的《墨經(jīng)》最早述及小孔成像現(xiàn)象。在《墨經(jīng)》的“經(jīng)下”和“經(jīng)說(shuō)下”兩篇中記載了一系列關(guān)于光線成像、成影以及鏡面反射規(guī)律的論述，是世界上最早的關(guān)于光學(xué)問(wèn)題的論述，小孔成像問(wèn)題就是其中一條，其中不僅描述了光線通過(guò)小孔在墻壁上形成倒立實(shí)像的現(xiàn)象，而且還討論了成像機(jī)制，正確地指出形成倒像的根本原因在于光的直進(jìn)性。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史在西方，最早記載小孔成像現(xiàn)象的是希臘哲學(xué)家亞里士多德（公元前384—公元前322）。他在《問(wèn)題集》（公元前4世紀(jì)后半葉）中記述了陽(yáng)光穿過(guò)樹(shù)葉或柳條制品的間隙在地上成像的現(xiàn)象，并提及暗盒的概念。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史照相暗盒是一種利用穿過(guò)小孔進(jìn)入暗室的光束來(lái)投射物體顛倒圖像的光學(xué)設(shè)備，而該設(shè)備采用的機(jī)制與針孔照相機(jī)幾乎相同。從16世紀(jì)起，照相機(jī)最終發(fā)展為一種集鏡頭、暗箱和反射鏡于一體的設(shè)備，如下圖所示，因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒(méi)有感光材料，主要被用作觀賞影像或被藝術(shù)家用作繪制風(fēng)景素描和肖像畫(huà)的繪圖輔助工具。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史根據(jù)小孔成像現(xiàn)象形成的影像是無(wú)法被固定下來(lái)的，而且“照相暗箱”也不是什么“傳感器”，直到人們發(fā)明了感光材料。1826年前后，法國(guó)人涅普斯在一塊鉛錫合金板上涂上白蠟和瀝青的混合物，制成了一塊感光金屬板，并把它放進(jìn)照相機(jī)內(nèi)，在自家的閣樓上對(duì)著窗外曝光了8個(gè)小時(shí)，然后用薰衣草油把沒(méi)有曝光硬化的白色瀝青混合物洗掉，露出金屬板的深黑色，得到了窗外景物的正像：左側(cè)是鴿子籠，中間是倉(cāng)庫(kù)屋頂，右側(cè)是另一座房子的一角。由于長(zhǎng)時(shí)間曝光，兩側(cè)都留下了陽(yáng)光照射的痕跡，這就是被認(rèn)定為世界上的第一幅照片《窗外》，如下圖所示，目前被保存在法國(guó)博物館。尼埃普斯把他的方法稱作“日光蝕刻法”。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史1839年，法國(guó)發(fā)明家、藝術(shù)家和化學(xué)家路易·雅克·芒戴·達(dá)蓋爾發(fā)明了達(dá)蓋爾銀版法，又稱達(dá)蓋爾攝影法，該方法利用鍍有碘化銀的鋼板在暗箱里曝光，然后以水銀蒸汽顯影，再以普通食鹽定影。此法得到的實(shí)際上是一個(gè)金屬負(fù)像，但十分清晰而且可以永久保存。隨后，達(dá)蓋爾根據(jù)此方法制成了世界上第一臺(tái)照相機(jī)，曝光時(shí)間需要20~30分鐘。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史1839年8月19日，法國(guó)政府宣布放棄對(duì)銀版攝影術(shù)這項(xiàng)發(fā)明的專利，并公之于眾。人們通常以這一天作為攝影術(shù)的開(kāi)端。后來(lái)在1888年，美國(guó)柯達(dá)公司生產(chǎn)出了新型感光材料——一種柔軟、可卷繞的“膠卷”，實(shí)現(xiàn)了感光材料的一個(gè)飛躍。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史但是這里存在一個(gè)問(wèn)題：從達(dá)蓋爾的鍍銀攝影，直到膠卷時(shí)代的銀鹽感光材料，都會(huì)用到貴重金屬：白銀，也就是說(shuō)，在使用白銀制造攝影的感光材料（膠卷、膠片）以及拍攝之后沖洗加工的過(guò)程中，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，而且還在不斷消耗著這種貴金屬材料。如何擺脫攝影必須要使用貴重金屬的困境？答案是“數(shù)字化”，也就是將光學(xué)圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。通常把能實(shí)現(xiàn)上述功能的裝置稱為圖像傳感器。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史圖像傳感器的開(kāi)端發(fā)生在1873年，科學(xué)家約瑟·美(JosephMay)及偉洛比·史密夫(WilloughbySmith)發(fā)現(xiàn)了硒元素結(jié)晶體感光后能產(chǎn)生電流。隨著技術(shù)演進(jìn)，圖像傳感器性能逐步提升。早期的圖像傳感器主要為真空電子器件，如攝像管（Vidicon）。攝像管主要由光電轉(zhuǎn)換（光電變換與存儲(chǔ)部分）和電子束掃描系統(tǒng)（閱讀部分）組成。其中，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)利用光電發(fā)射作用或光電導(dǎo)作用，將攝像機(jī)鏡頭所攝景物的光影像在靶上轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電位分布圖，而掃描系統(tǒng)使電子束在靶上掃描，將此電位分布圖逐行逐點(diǎn)地轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史20世紀(jì)60年代開(kāi)始，先后有多種固態(tài)圖像傳感器（Solid-stateImageSensor）方案面世，其中最重要的是貝爾實(shí)驗(yàn)室1969年發(fā)明并于次年對(duì)外發(fā)表的CCD（ChargeCoupledDevice，電荷耦合元件）圖像傳感器，即數(shù)碼相機(jī)的核心部件，將光線照射導(dǎo)致的電信號(hào)變化轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，使得其高效存儲(chǔ)、編輯、傳輸都成為可能。發(fā)明了CCD的科學(xué)家維拉?博伊爾（WillardS.Boyle）和喬治?史密斯（GeorgeE.Smith）獲得了2009年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史但是隨著CCD應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，其缺點(diǎn)逐漸暴露出來(lái)。首先，CCD技術(shù)芯片技術(shù)工藝復(fù)雜，不能與標(biāo)準(zhǔn)工藝兼容。其次，CCD技術(shù)芯片需要的電壓功耗大，因此CCD技術(shù)芯片價(jià)格昂貴且使用不便。為此，人們又開(kāi)發(fā)了另外幾種固態(tài)圖像傳感器，其中最有發(fā)展?jié)摿Φ氖遣捎脴?biāo)準(zhǔn)CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件）制造工藝制造的CMOS圖像傳感器。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)二、視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器發(fā)展歷史車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)其實(shí)早在20世紀(jì)70年代初，國(guó)外就已經(jīng)開(kāi)發(fā)出CMOS圖像傳感器，除了在功耗和成本上占有優(yōu)勢(shì)外，由于信號(hào)容易受到噪聲的干擾而導(dǎo)致成像質(zhì)量不如CCD，因而一直無(wú)法與之相抗衡。直到20世紀(jì)90年代，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，CMOS圖像傳感器可在單芯片內(nèi)集成A/D轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理、自動(dòng)增益控制、精密放大和存儲(chǔ)等功能，大大減弱了系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低了成本。隨著圖像品質(zhì)的提升，CMOS在低功耗、高集成度和高速數(shù)據(jù)傳輸上的優(yōu)勢(shì)逐漸體現(xiàn)出來(lái)，因而重新成為研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，發(fā)展極其迅猛。近幾年CMOS圖像傳感器的很多性能指標(biāo)已經(jīng)超過(guò)CCD圖像傳感器，市場(chǎng)上絕大部分的數(shù)字相機(jī)都采用它作為成像器件。2021年9月29日，長(zhǎng)春長(zhǎng)光辰芯光電技術(shù)有限公司推出1.52億像素分辨率、全局快門CMOS芯片-GMAX32152，是當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上已知的分辨率最高的全局快門CMOS芯片。三、車載視覺(jué)傳感器車載視覺(jué)傳感器實(shí)際上是圖像傳感器在汽車上的應(yīng)用，主流傳感器主要包括CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器。與傳統(tǒng)的圖像采集裝置不同的是，當(dāng)前許多汽車使用智能圖像采集與處理器，其內(nèi)部程序存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)圖像處理算法，并能使用PC機(jī)，利用專用組態(tài)軟件編制各種算法下載到視覺(jué)傳感器的程序存儲(chǔ)器中，視覺(jué)傳感器將PC機(jī)的靈活性、可編程邏輯控制器（PLC）的可靠性與分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起，可以更容易地構(gòu)成機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。CMOS傳感器CCD傳感器課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器的概念車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)三、車載視覺(jué)傳感器3.1CCD傳感器CCD（ChargeCoupledDevice）中文全稱為電荷耦合元件。CCD圖像傳感器主要是由一個(gè)類似馬賽克的網(wǎng)格、聚光鏡片以及墊于最底下的電子線路矩陣所組成。CCD是一種特殊的半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，它提供的畫(huà)面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電荷信號(hào)。CCD上有許多排列整齊的光電二極管形成光像素序列陣，能感應(yīng)光線，如圖2.3所示，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)外部采樣放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)。CCD具有體積小和成本低的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于掃描儀、數(shù)碼相機(jī)及數(shù)碼攝像機(jī)中。目前大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)采用的視覺(jué)傳感器都是CCD。CCD傳感器結(jié)構(gòu)課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器的概念車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)三、車載視覺(jué)傳感器3.2CMOS傳感器CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）中文全稱為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，這是一種數(shù)字集成電路的標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝技術(shù)。CMOS圖像傳感器主要利用了半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，與CCD的原理相似，不同之處在于CMOS圖像傳感器嵌入了模數(shù)轉(zhuǎn)換器等系統(tǒng)級(jí)芯片（System-on-Chip，SoC）來(lái)實(shí)現(xiàn)后處理功能，增加了傳感器的復(fù)雜性，如圖2.4所示。它則具有低成本、低功耗及高整合度的特點(diǎn)?，F(xiàn)今車載攝像頭主要應(yīng)用的是CMOS傳感器。CMOS傳感器結(jié)構(gòu)課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器的概念車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)三、車載視覺(jué)傳感器3.3CCD和CMOS圖像傳感器的差異課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器的概念車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)（1）成像過(guò)程。CCD與CMOS圖像傳感器光電轉(zhuǎn)換的原理相同，它們最主要的差別在于信號(hào)的讀出過(guò)程不同。由于CCD僅有一個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）輸出節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一讀出，其信號(hào)輸出的一致性非常好，而CMOS芯片中，每個(gè)像素都有各自的信號(hào)放大器，各自進(jìn)行電荷-電壓的轉(zhuǎn)換，其信號(hào)輸出的一致性較差。但是CCD為了讀出整幅圖像信號(hào)，要求輸出放大器的信號(hào)帶寬較寬，而在CMOS芯片中，每個(gè)像元中的放大器的帶寬要求較低，大大降低了芯片的功耗，這就是CMOS芯片功耗比CCD要低的主要原因。盡管降低了功耗，但是數(shù)以百萬(wàn)的放大器的不一致性卻帶來(lái)了更高的固定噪聲，這又是CMOS相對(duì)CCD的固有劣勢(shì)。三、車載視覺(jué)傳感器3.3CCD和CMOS圖像傳感器的差異課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器的概念車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)（2）集成性。從制造工藝的角度看，CCD中電路和器件是集成在半導(dǎo)體單晶材料上的，工藝較復(fù)雜，世界上只有少數(shù)幾家廠商能夠生產(chǎn)CCD晶元。CCD僅能輸出模擬電信號(hào)，需要后續(xù)的地址譯碼器、模擬轉(zhuǎn)換器、圖像信號(hào)處理器處理，并且還需要提供三組不同電壓的電源同步時(shí)鐘控制電路，集成度非常低。而CMOS是集成在金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上，這種工藝與生產(chǎn)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的計(jì)算機(jī)芯片和存儲(chǔ)設(shè)備等半導(dǎo)體集成電路的工藝相同，因此生產(chǎn)CMOS的成本相對(duì)CCD低很多。同時(shí)，CMOS芯片能將圖像信號(hào)放大器、信號(hào)讀取電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、圖像信號(hào)處理器及控制器等集成到一塊芯片上，只需一塊芯片就可以實(shí)現(xiàn)相機(jī)的所有基本功能，集成度很高，芯片級(jí)相機(jī)概念就是從這產(chǎn)生的。隨著CMOS成像技術(shù)的不斷發(fā)展，有越來(lái)越多的公司可以提供高品質(zhì)的CMOS成像芯片。三、車載視覺(jué)傳感器3.3CCD和CMOS圖像傳感器的差異課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器的概念車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)（3）速度。CCD采用逐個(gè)光敏輸出，只能按照規(guī)定的程序輸出，速度較慢。CMOS有多個(gè)電荷-電壓轉(zhuǎn)換器和行列開(kāi)關(guān)控制，讀出速度快很多，大部分500fps（1fps=0.304m/s）以上的高速相機(jī)都是CMOS相機(jī)。此外，CMOS的地址選通開(kāi)關(guān)可以隨機(jī)采樣，實(shí)現(xiàn)子窗口輸出，在僅輸出子窗口圖像時(shí)可以獲得更高的速度。（4）噪聲。CCD技術(shù)發(fā)展較早，比較成熟，采用PN結(jié)或二氧化硅（SiO2）隔離層隔離噪聲，成像質(zhì)量相對(duì)CMOS光電傳感器有一定優(yōu)勢(shì)。三、車載視覺(jué)傳感器3.3CCD和CMOS圖像傳感器的差異課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器的概念車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)四、車載攝像頭的結(jié)構(gòu)車載攝像頭的工作原理是目標(biāo)物體通過(guò)鏡頭生成光學(xué)圖像投射到圖像傳感器上，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)，最后由數(shù)字信號(hào)處理芯片進(jìn)行加工，處理成特定格式的圖像輸出到下游需求方。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器的概念車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)四、車載攝像頭的結(jié)構(gòu)從車載攝像頭的組成來(lái)看，主要包括鏡頭組（光學(xué)鏡片、濾光片和保護(hù)膜等）、圖像傳感器（以CMOS為主）、獨(dú)立在線編程（In-SystemProgramming，ISP）芯片、串行器、連接器以及算法等。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器的概念車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)四、車載攝像頭的結(jié)構(gòu)（1）光學(xué)鏡頭：負(fù)責(zé)聚焦光線，將視野中的物體投射到成像介質(zhì)表面，根據(jù)成像效果的要求不同，可能要求多層光學(xué)鏡片。（2）濾光片：可以將人眼看不到的光波段進(jìn)行濾除，只留下人眼視野范圍內(nèi)的實(shí)際景物的可見(jiàn)光波段。圖像傳感器主要分為CCD和CMOS兩種，在2.2節(jié)已經(jīng)較為詳細(xì)的描述，不再贅述。（3）ISP芯片：主要使用硬件結(jié)構(gòu)完成圖像圖傳感器輸入的圖像視頻源RAW格式數(shù)據(jù)的前處理，可轉(zhuǎn)換為YCbCr（YCbCr是一種常用的色彩編碼方案）等格式。還可以完成圖像縮放、自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)聚焦等多種工作。（4）串行器：將處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，可用于傳輸RGB、YUV（兩者都是基本的色彩模型）等多種圖像數(shù)據(jù)種類。（5）連接器：用于連接固定攝像頭。課程導(dǎo)入視覺(jué)傳感器的概念車載視覺(jué)傳感器車載攝像頭的結(jié)構(gòu)選用視覺(jué)傳感器智能汽車傳感器應(yīng)用技術(shù)一、課程導(dǎo)入車載攝像頭的類型根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要完成的任務(wù)不同而有所不同，通常可以按照工作原理、安裝位置進(jìn)行分類。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類1、單目攝像頭單目攝像機(jī)模組只包含一個(gè)攝像機(jī)和一個(gè)鏡頭。單目攝像頭測(cè)距原理，是先通過(guò)圖像匹配進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別（汽車、行人和物體等），再根據(jù)目標(biāo)在圖像中的大小估算目標(biāo)距離。松下車載單目攝像頭單目攝像頭模組課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類1、單目攝像頭優(yōu)勢(shì)：（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低。（2）算法成熟度高。劣勢(shì)：（1）無(wú)法對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)障礙物進(jìn)行判斷識(shí)別。需要不斷更新和維護(hù)一個(gè)龐大的樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，才能保證系統(tǒng)達(dá)到較高的識(shí)別率。（2）視野取決于鏡頭，車載攝像頭是定焦的，它無(wú)法像人眼一樣快速變焦。（3）測(cè)距精度低。距離并非真正意義上的測(cè)量。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類2、雙目攝像頭人眼能夠感知物體的遠(yuǎn)近，是由于兩只眼睛對(duì)同一個(gè)物體呈現(xiàn)的圖像存在差異，也稱“視差”。物體距離越遠(yuǎn)，視差越??；反之，視差越大。雙目攝像頭測(cè)距原理與人眼類似，通過(guò)對(duì)圖像視差進(jìn)行計(jì)算，直接對(duì)前方景物進(jìn)行距離測(cè)量；從視差的大小倒推出物體的距離，視差越大，距離越近雙目攝像頭測(cè)距原理雙目攝像頭課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類2、雙目攝像頭測(cè)距步驟：相機(jī)標(biāo)定——雙目校正——雙目匹配——計(jì)算深度信息（測(cè)距）課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類2、雙目攝像頭優(yōu)勢(shì)：（1）沒(méi)有識(shí)別率的限制，因?yàn)閺脑砩蠠o(wú)須先進(jìn)行識(shí)別再進(jìn)行測(cè)算。（2）直接利用視差計(jì)算距離，精度比單目高。（3）無(wú)須維護(hù)樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)閷?duì)于雙目沒(méi)有樣本的概念。劣勢(shì)：（1）計(jì)算量非常大，對(duì)計(jì)算單元的性能要求非常高，這使得雙目系統(tǒng)的產(chǎn)品化、小型化的難度較大。（2）雙目視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)估計(jì)視差來(lái)測(cè)距，而視差是通過(guò)立體匹配算法得來(lái)的，立體匹配是計(jì)算機(jī)視覺(jué)典型的難題。（3）雙目測(cè)距原理對(duì)兩個(gè)鏡頭的安裝位置和距離要求較多。標(biāo)定難度大。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類3、三目攝像頭三目攝像頭誕生的目的是為了解決汽車前向測(cè)距的問(wèn)題。三目攝像頭其實(shí)就是三個(gè)不同焦距單目攝像機(jī)的組合，以對(duì)3個(gè)不同距離范圍的障礙物進(jìn)行攝影成像。例如特斯拉安裝在擋風(fēng)玻璃下方的三目攝像頭，三個(gè)攝像頭的感知范圍由遠(yuǎn)及近，分別為前視窄、前視主及前視寬視野攝像頭。特斯拉Autopilot2.0車載三目攝像頭課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類3、三目攝像頭優(yōu)勢(shì)：（1）三目攝像頭每個(gè)相機(jī)的視野不同，每個(gè)攝像頭都能發(fā)揮其最大優(yōu)勢(shì)。在定位測(cè)距方面感知范圍更大，也更為準(zhǔn)確。劣勢(shì)：（1）需要同時(shí)標(biāo)定三個(gè)攝像機(jī)，工作量更大。（2）軟件部分需要關(guān)聯(lián)三個(gè)攝像機(jī)的數(shù)據(jù)，對(duì)算法要求很高。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類4、紅外夜視汽車夜視系統(tǒng)是一種利用紅外線技術(shù)輔助駕駛員在黑夜中看清道路的系統(tǒng)，可以提高行駛安全性，由于其核心部件價(jià)格高昂，目前尚未大規(guī)模普及，僅搭載于部分高端豪華品牌車型。按技術(shù)分類，紅外夜視可分為近紅外夜視和遠(yuǎn)紅外熱成像。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類4、紅外夜視課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類4、紅外攝像頭優(yōu)勢(shì)：（1）具有全天候工作的能力，不依賴場(chǎng)景的光照條件，凡是溫度高于絕對(duì)零度的物體，都會(huì)輻射紅外線?？娠@著降低夜間駕駛風(fēng)險(xiǎn)。（2）可以穿過(guò)煙霧且作用距離遠(yuǎn)。（3）能夠顯示物體溫度場(chǎng)。劣勢(shì)：（1）分辨細(xì)節(jié)能力差。成像無(wú)顏色，單色深淺度區(qū)別很小，不利于開(kāi)發(fā)以顏色信息為基礎(chǔ)的二維圖像平面算法。且不能透過(guò)透明的障礙物，例如玻璃。（2）目前大多硬件系統(tǒng)功耗、成本都較高。（3）無(wú)法測(cè)得目標(biāo)物體深度距離和速度信息。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.2按安裝位置分類1、前視攝像頭安裝位置：通常安裝在在前擋風(fēng)玻璃、內(nèi)后視鏡處。前視攝像頭一般簡(jiǎn)稱為前攝像頭。前視攝像頭是ADAS的核心攝像頭，用于測(cè)距、物體識(shí)別、道路標(biāo)線等。前視攝像頭處的攝像頭數(shù)量并不固定，常見(jiàn)的是單目和雙目攝像頭，現(xiàn)今像特斯拉等車型使用的是三目攝像頭。前視攝像頭安裝位置課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.2按安裝位置分類2、側(cè)視攝像頭安裝位置：左右后視鏡處或下方車身處。側(cè)視攝像頭主要是用于盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)（BSD），根據(jù)安裝位置又分為側(cè)前視和側(cè)后視。目前大部分主機(jī)廠會(huì)選擇安裝在汽車兩側(cè)的后視鏡下方的位置，未來(lái)可能取代后視鏡。側(cè)視攝像頭安裝位置課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.2按安裝位置分類3、后視攝像頭安裝位置：一般安裝在尾箱或后擋風(fēng)玻璃上。后視攝像頭主要是用于倒車過(guò)程中，便于駕駛員對(duì)車尾后面影像的捕捉，實(shí)現(xiàn)泊車輔助功能。后視攝像頭安裝位置課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.2按安裝位置分類4、內(nèi)置攝像頭安裝位置：無(wú)固定安裝位置，通常方向盤、內(nèi)后視鏡上方、A柱或儀表顯示屏處均有。由于現(xiàn)有自動(dòng)駕駛僅僅位于L2和L3級(jí)，還需要駕駛員干預(yù)。這時(shí)就需要使用內(nèi)置攝像頭監(jiān)測(cè)駕駛員駕駛狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）?，F(xiàn)有的DMS解決方案主要是采用近紅外攝像頭的AI識(shí)別來(lái)完成。此外，還有部分廠商從DMS系統(tǒng)擴(kuò)展到乘員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（IMS），可以有效避免后排幼兒或兒童被遺忘在車內(nèi)。內(nèi)置攝像頭安裝位置課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.2按安裝位置分類5、環(huán)視攝像頭安裝位置：車輛前后車標(biāo)或格柵以及集成于左右后視鏡上。環(huán)視攝像頭應(yīng)用于全景式影像監(jiān)控系統(tǒng)，可以識(shí)別停車通道標(biāo)識(shí)以及監(jiān)測(cè)道路情況和周圍車輛狀況。在圖像處理器中進(jìn)行以下流程：畸變還原→視角轉(zhuǎn)化→圖像拼接→圖像增強(qiáng)，最終形成一幅車輛四周無(wú)縫隙的360度全景俯視圖。環(huán)視攝像頭安裝位置課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)三、車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用獲取物體顏色，距離、紋理、深度、形狀等信息量極為豐富實(shí)現(xiàn)道路檢測(cè)、車輛檢測(cè)、行人檢測(cè)、交通標(biāo)志檢測(cè)等獲取范圍廣相比于雷達(dá)，攝像頭的本體結(jié)構(gòu)和測(cè)試的復(fù)雜度都比較小，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期和成本都相對(duì)較低制作工藝簡(jiǎn)單在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中可以分為前視、后視、側(cè)視、內(nèi)視和環(huán)視。各自實(shí)現(xiàn)功能應(yīng)用廣泛隨著電子化、信息化與人工技能技術(shù)的發(fā)展，小型化和嵌入式的視覺(jué)傳感器得到了廣泛應(yīng)用，人們可以從車載攝像頭中獲得更智能的結(jié)果，即通過(guò)攝像頭的視場(chǎng)感知駕駛環(huán)境。車載攝像頭的優(yōu)點(diǎn)包括：課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)三、車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用A受天氣、光照變化影響大，極端惡劣天氣下攝像頭的檢測(cè)功能會(huì)失效B相比于激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)，攝像頭的測(cè)距和測(cè)速性能差C攝像頭采集到的數(shù)據(jù)