无人驾驶汽车的传感器及其作用GPS:用于定位;常用的高精度定位方法是使用差分定位设备,如 RTK-GPS,但需要额外架设固定差分基站,应用距离受限,而且易受建筑物、数目遮挡影响。激光雷达:用于定位以及障碍物检测。
激光的能量密度高、方向性佳,商用 LiDAR 使用的激光射线波长一般在 600nm 到 1000nm 之间(在汽车安装的激光雷达的波长一般为 905 纳米),远远低于传统雷达所使用的波长,不易发生衍射现象。由此,可以准确测量视场中物体轮廓边沿与汽车之间的相对距离【原理为:利用激光的飞行时间(Time of Flight,ToL)和光速,可以计算出距离】
与移动物体的速度。根据相对距离及激光发射的角度,这些轮廓信息形成点云,可对周边所有障碍物进行精准的建模,绘制出周围环境的动态 3D 高精度地图,精度可达到厘米级【注:波长较长的电磁波容易发生衍射现象,使得发射出去的电磁波只有少部分反射回来;激光雷达最大的特点就是测距的准确性和可靠性,还有高的角分辨率】但测量效果易受环境条件的影响
(例如,在雾霾天气下,PM2.5 的直径个激光的波长在一个量级上,容易发生散射,使得 ToL 非常短,测量出来的 3D 地图会严重失真);摄像头:摄像头的分辨率进高于其他传感器,可以获取足够多的环境细节,特别是颜色信息,如识别交通标线识别、交通信号灯等,但单目摄像头无法得到准确的距离信息、双目的计算量又太大,且光学摄像头普遍受光照条件的影响巨大,物体的识别准确度很不稳定;毫米波雷达:可快速获得速度信息,实现追踪前车并控制车速,在不同天气情况下鲁棒性更好。但与激光雷达相比精度稍低、可视角度偏小,对行人的反射波也较弱(由于发生了衍射),难以探测;超声波雷达:可感应车辆周围和驾驶员盲区内车辆和障碍物,用于低速下碰撞预警,成本最低,探测距离近(通常只有几米)、精度低;高精度地图:遇到传感器束手无策的天气,就需要借助高精度地图。例如,谷歌无人车行驶在暴雪覆盖路面的时候,就在高精度地图基础上,定位计算马路车道线位置,确定行驶轨迹。但是对地图数据的完备性要求较高!