无人驾驶汽车环境感知技术ppt课件

无人驾驶车的环境感知技术，1，百度无人驾驶车，2，1，环境感知的目的通过性：根据自己的行驶性能和协议规则，实时、可靠、正确地识别和规划能达到目的地的行驶路径的安全性：在行驶中， 行驶路径周围对行驶安全可能有安全危险的物体可以实时正确识别，为自己做必要的操作，避免交通安全事故的经济性：为提高车辆的效率和经济的行驶提供参考依据的平滑性：为车辆的顺利行驶提供参考依据，3，2，环境感知非结构化道路包括车辆要行驶前方的路面环境状况的识别和可行驶路径的确认.周边物体：车辆、行人、地面上的车辆的通过性、包括可能影响安全性的其他各种移动和静止物体的识别在内的各种交通标志的识别驾驶状态：包括驾驶员的驾驶精神状态、车辆自身的行驶状态的识别在内的驾驶环境：路面状况、道路交通4、3、环境感知方法1 .视觉传感：基于机器的视觉获取车辆周围环境的二维或三维图像信息，通过图像分析和识别技术来感知行驶环境。 优点：信息量丰富，实时性好，体积小，能耗低。 缺点：容易受到照明环境的影响，三维信息的测量精度低。 2 .激光传感器：基于激光雷达获取车辆周边环境的二维或三维距离信息，利用距离分析识别技术感知行驶环境。 优点：能直接获取物体的三维距离信息，测量精度高，对光环境的变化不敏感。 车载雷达可以补偿激光发射机的盲点，可以准确得到汽车运行的相对速度。 缺点：没有距离差，无法感知平面内的目标信息，体积大，价格高，车载整合不容易。 5，3 .微波传感：基于微波雷达获取车辆周围环境的二维或三维距离信息，用距离分析识别技术感知行驶环境。 优点：能以高精度直接获取物体的三维距离信息，对光环境变化不敏感，实时性好，体积小。 缺点：无法感知无距离差异平面内的目标信息，国外成熟的产品难以对我国禁运获得。 4 .通信传感器：基于无线、网络等近距离、远程通信技术取得车辆行驶周边环境信息。 优点：可以获得其他传感手段难以实现的宏观行驶环境信息，可以在车辆间共享信息，对环境干扰不敏感。 缺点：用于车辆自主导航控制的信息不直接，实时性不高，无法感知周边车辆以外的其他物体信息。 优点：获得丰富的周边环境信息，具有良好的环境适应能力，为安全快速的自主导航提供可靠的保障。 缺点：感知系统太复杂，难以集成，成本高，实用性差。 5 .融合传感：使用多个不同的传感手段获取车辆周边环境的多种不同形式的信息，通过多个信息融合来感知行驶环境。 7、4、环境感知传感系统主要由机械视觉识别系统、雷达系统、超声波传感器和红外线传感器组成。 1 .机械视觉识别系统机械视觉识别系统是指智能汽车利用CCD等摄像元件从各种角度拍摄车外环境，从收集的信息中得到反映实际道路的图像数据，综合运用各种道路检测算法，提取车道、道路边界及车辆方向信息， 判断汽车是否有离开车道的危险性，在危险的情况下，通过警报系统向驾驶员发出提示和警报，同时图像测量系统根据视觉导航的输出，向车辆的致动器发出指令，由此可以自主地决定车辆的当前行进方向和车辆自身的运动状态。8、机器视觉具有检测范围宽、信息容量大、成本低等优点，可以通过处理得到的图像来识别、检测对象，因此越来越多的人对机器视觉认识车辆的行驶环境有着很大的兴趣，机械视觉最广泛地应用于智能汽车研究领域机器视觉有弱点，容易受到环境的影响，视野低时效果差，所以传感器类别为被动型。 9、车的一只眼睛的视觉运动物体的检测，车的两只眼睛的立体视觉环境感觉，带有两个摄像机，两者保持一定的距离，就像人的双眼视差一样，能够帮助车确定自己的位置和行驶速度，摄像机具有激光发射机不可替代的作用，认识道路的信号和信号标志10、2 .雷达系统的雷达系统利用电磁波探测目标距离、速度、方位等。 雷达系统不要做复杂的设计和复杂的计算。 雷达系统的使用不受光和天气等因素的影响。 白天晚上，晴天下雨。 雷达系统能正常工作。 由于雷达系统按照电磁波的反射原理操作，所以它会引起相似的不同雷达电磁波之间的干扰，从而影响工作性能。 但是，雷达在准确地提供远距离车辆和障碍物信息方面具有独特的优势，因此具有广阔的前景。 汽车雷达广泛应用于汽车ACC系统、防碰撞系统和驾驶辅助系统。 11、激光雷达：激光雷达由发射系统、接收系统、信息处理三部分组成：激光把电脉冲转换成光脉冲来发射，光接收机把从目标反射的光脉冲恢复成电脉冲，最后通过一系列算法，把目标位置(距离1 .分辨率高，测距精度高，2厘米以下，角度分辨率约为0.09度，这样可以以高分辨率完全描绘物体的轮廓，在垂直检测角度中，平均每0.4度有扫描层，整周数据更新率为15赫兹(Hz )，看不到车辆的周围环境由于激光雷达的脉冲光束发射器的口径非常小，即接收器能够接收脉冲光束的区域也非常窄，所以受到其他红外线雷达的光束干扰的机会非常小。 另外，脉冲光束实质上为红外线波，不受电磁波的影响，因此适用于在一般的应用环境下能干扰激光扫描的信号源少、高度自动化的系统。 12、3 .探测性能良好，激光扫描仪中，仅照射了脉冲束的目标反射，红外线波没有电磁波被回波干扰等问题，环境的几何形状、障碍物的材质等不影响激光扫描仪的检测结果。 4 .不受光的影响，激光扫描仪可以全天候执行检查任务，并且其检查效果不受白天和夜晚的影响。 这也是目前无人驾驶车采用的很多相机传感器无法实现的功能。 5 .速度范围宽，激光扫描仪成功扫描障碍物的相对速度为时速200公里的轮廓。 也就是说，相对于汽车系统，激光扫描仪不仅能应用于市区和低速的应用状况，也能应用于高速移动的状况。 这对车辆增加移动速度后的安全系统设计有着显着的帮助，对系统的应用更有弹性。 注：毫米雷达和微波雷达的原理与激光雷达相似，在此不太介绍。 13、车载线扫描激光雷达检测前方障碍物，车载三维激光雷达是环境感，14，3 .超声波传感器是作为超声波检测方法使用的传感器。 一般的检测距离约为1m到5m，但无法检测出详细的位置信息，用超声波检测出的数据处理简单且迅速。 主要用于近距离障碍物的检测，例如，在倒车防撞系统中。15、4 .红外线传感器红外线传感器是利用红外线进行测量作业的传感器，技术更先进。 红外线传感器不受暗、风、沙、雨、雪、雾的阻碍，环境适应性好，功耗也低。 红外线传感器能提高机器的视觉识别的可靠性，使夜晚像白天一样，因此常用于智能汽车的夜间视觉系统。 16、5 .信息交换系统根据无线、网络等近距离、远程通信技术进行车辆间的信息交换，取得车辆行驶周边的环境信息。 17、6 .多传感器信息融合为了克服传感器数据的可靠性低、有效的检测范围小等界限，确保随时可以为车辆运行提供完全可靠的环境信息，智能车辆的研究使用多个传感器进行数据收集，利用传感器信息融合技术进行检测进行平衡，根据各传感器的互补特性进行容错处理，扩大系统的时间、频率垄断范围，增加信息维度，避免单一传感器的工作死角，得到必要的环境信息。 18、5、结语对于不同的传感器，采用的感知算法不同，与传感器感知环境的机制有关。 每个传感器感知环境的能力和环境的影响不同。 例如，已经明确了摄像机有利于物体识别，但距离信息不足，基于此的识别算法也受到了天气和光的影响。 激光扫描仪和毫米波雷达可以正确地测量物体的距离，但是在识别物体方面远远弱于照相机。 即使是相同的传感器，根据规格参数的不同特性也不同。 长距离毫米波雷达距离长200米，角度范围窄(10度)，中距离雷达距离60米，角度范围宽(45度)。 为了发挥各传感器的优势，弥补它们的不足，传感器信息的融合是未来的趋势。 实际上，零部件供应商已经在做这件事了。 例如，德尔斐开发的相机和毫米波雷达组合感知模块被应用于量产车。 19、传感器只是检测环境信息，把检测到的物理量有秩序地排列存储起来。 此时，计算机并不知道这些数据映射到实际环境上的物理意义。 因此，有必要从通过适当的算法探测到的数据中挖掘出我们关注的数据，赋予