近年来,新能源汽车不断涌现,销量也在持续上升,特斯拉、蔚蓝、小鹏汽车等新能源汽车品牌渐渐被我们所熟知。许多新能源汽车的主要卖点除了优异的汽车性能外,智能化也是各家厂商一个重要的竞争领域。
要实现智能化,需要大量传感器的配合!普通家用汽车内含有近百个传感器,豪华轿车上多达200个。而以自动驾驶为目标的智能电动汽车,需要多少传感器来支撑呢?
我们先来了解一下自动驾驶系统的结构,包含三个方面,分别为感知层、决策层和执行层。以特斯拉和WAYMO两种智能驾驶感知层解决方案为例。
可以发现,自动驾驶系统的感知层都是以摄像头、激光雷达、超声波雷达和毫米波雷达进行搭配使用。但每种传感器元件又因原理的不同,成本、性能、应用面上有很大的差别。
通过上述分析,可以发现这些自动驾驶传感器或多或少存在一些盲点,此时就需要将各类传感器相互融合,进行重叠和数据融合。例如,当摄像头在弱光环境时,雷达可以辅助完成自动驾驶的感知功能。
在上述产品中,最有前景的当属车载摄像头。
据 ICVTank 数据,2020 年车载摄像头价格带芯片及算法前视摄像头1000元左右,无芯片500万像素仅200元,未来这一价格有望进一步下降,并将推动车载摄像头覆盖率和单车配置数量提升,随着ADAS和自动驾驶的逐步深入,预计未来车载摄像头市场规模仍保持高速增长,全球车载摄像头市场规模将有望在2025年达到270亿美元。
当然,除此之外,GPS和IMU也是自动驾驶重要的辅助技术,GPS定位系统大家很熟悉,但IMU可能会有些陌生。它的中文名叫惯性测量单元,通常由陀螺仪、加速度计和算法处理单元组成,通过对加速度和旋转角度的测量得出自体的运动轨迹。
车辆在行驶的过程中,并非所有时间都能收到良好的GPS信号,而且有时候信号不良时,汽车在定位系统中的位置会突然变化。在这个时候,IMU就可以验证GPS的信息是否正确,并可以在信号消失的短时间内实现短期导航。
拿上网课来举例,GPS相当于远程教师,可以为你提供专业引导,而IMU相当于你边上的监督人,看你是否在网络不通畅时还在继续学习,在断网时监督你继续学习。当然这样的举例可能不太恰当,但总的来说就是线上和线下双重验证。
一辆电动汽车自动驾驶系统需要多少传感器来完成?
以目前的市场解决方案来看,不同厂商根据自己的汽车价格定位有不同的策略。不过各种传感器相互配合的趋势是存在的,无论是激光雷达、超声波、毫米波、摄像头还是GPS、IMU、加速度计、陀螺仪都是电动汽车自动驾驶必备的传感器。
国内厂商在这些传感器的制作上相对国外的优秀厂商还有一定差距,但也有某些特定领域涌现了速腾聚创、大疆、华为、深迪半导体等企业,在不断进步。
我国作为智能汽车最大的消费市场,自动驾驶的落地实施需要中国企业的配合和参与,其中的传感器研发也需要中国企业的完善。希望未来,我们有更加安全、方便的自动驾驶方案。