智能网联汽车传感器技术 课件 智能网联汽车传感器的认知

2023智能网联汽车传感器的认知烟台汽车工程职业学院贾燕红智能网联汽车传感器是具有信息处理功能的传感器；带有微处理机，具有信息采集、信息处理、信息交换、信息存储的功能；集成传感器、通信芯片、驱动程序、软件算法等与微处理器相结合的产物。智能网联汽车传感器定义智能传感器与传统传感器相比，具有对外界环境等信息进行自动收集、数据处理、逻辑判断、功能计算以及自诊断、自校准、自补偿与自适应的能力，拥有更高的精度、更好的稳定性与更强的环境适应能力。（1）高精度

通过软件可修正各种确定性系统误差(如传感器输入输出的非线性误差、幅度误差、零点误差、正反行程误差等)。可适当地补偿随机误差、降低噪声，提高传感器精度。（2）高可靠性集成传感器系统小型化，消除了传统结构的某些不可靠因素。具有自诊断、校准和数据存储功能(对于智能结构系统还有自适应功能)。智能网联汽车传感器的特点（3）多功能化智能式传感器可以实现多传感器多参数综合测量具有自适应能力，根据检测对象或条件的改变可相应地改变量程及输出数据的形式。具有多通信接口功能，有多种数据输出形式(如RS232串行输出，PIO并行输出，IEE-488总线输出以及经D/A转换后的模拟量输出等，适配各种智能传感器接口。（4）高性价比多功能智能式传感器与单一功能的普通传感器相比，性能价格比明显提高，尤其是在采用单片机后更为明显。智能网联汽车传感器的特点智能网联汽车传感器的组成智能网联汽车传感器的组成

主要由超声波传感器、激光雷达、毫米波雷达、视觉传感器等组成。智能网联汽车传感器的组成华为强大的自研实力！从激光雷达到毫米波雷达，全部都是自研！一、视觉传感器

通过视觉传感器图像捕捉图像，然后将图像传送至处理单元，通过数字化处理，根据像素分布和亮度、颜色等信息，来进行尺寸、形状和颜色的判别，并根据判别结果进而控制生产设备的工作。视觉传感器视觉传感器的工作过程可以分为四个步骤：图像的检测、图像的分析、图像的绘制和图像识别

。视觉传感器具有从一幅图像中捕获数以千计像素的能力。

视觉信息一般通过光电检测转换为电信号,通过图像信息的变化可以对物体的形状位置等特征信息进行判定。视觉传感器图像检测图像分析图像绘制图像识别

相机图像识别系统变得非常便宜，小巧且高分辨率。它们的对颜色，对比度和光学字符的识别功能为其提供了一个全新的应用领域。在光线良好的情况下，它们具有最佳的传感器范围，但它们的范围和性能会随着光线水平变暗而降低，因此非常依赖于汽车前灯的光线。视觉传感器二、超声波传感器超声波是一种频率高于20kHz的声波（机械波），它的方向性好、反射能力强，易于获得较集中的声能。超声波雷达（UltraSonicRadar）是利用超声波的特性研制而成的传感器，通过从超声波发射装置向外发出超声波开始到接收器接收到反射回来超声波时的时间差来测算距离，从而探知周围的障碍物情况，减少驾驶员在停车、倒车和起动车辆时前、后、左、右探视带来的麻烦，帮助驾驶员消除盲点和视线模糊带来的缺陷，提高行车安全性。超声波雷达外观如图所示。超声波传感器

超声波雷达按照探头的工作频率分为三种：40kHz、48kHz和58kHz探头的超声波雷达。一般来说，工作频率越高，灵敏度越高，但水平与垂直方向的探测角度就越小，故一般超声波雷达采用40kHz的探头。超声波雷达防水、防尘，即使有少量的泥沙遮挡也不影响，探测范围在0.1～3m之间，且精度较高，因此非常适用于停车。超声波传感器初期主要用于车辆制动辅助系统和倒车雷达，用来检测障碍物避免碰撞和擦蹭，目前已被研究应用在自动泊车和自动刹车系统。超声波传感器三、毫米波雷达视觉传感器的结构毫米波雷达，就是指工作频段在毫米波频段的雷达，测距原理跟一般雷达一样，也就是把无线电波（雷达波）发出去，然后接收回波，根据收发之间的时间差测得目标的位置数据。毫米波雷达就是这个无线电波的频率是毫米波频段。毫米波雷达包括发射机、发射天线、按收机、按收天线、处理部分以及显示器，电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅肋设备，如下图所示。毫米波雷达可有效提取景深及速度信息，识别障碍物，有一定的穿透雾、烟和灰尘的能力，但在环境障碍物复杂的情况下，由于毫米波依靠声波定位，声波出现漫反射，导致漏检率和误差率比较高。雷达无法进行颜色、对比度或光学字符识别，但是在确定当前实施中的交通相对速度方面非常有效，常用于自动驾驶ADAS系统中，如前方车辆和行人的检测与识别、主动防碰撞、自动巡航等功能。视觉传感器的结构四、激光雷达激光雷达是以激光器为辐射源的雷达，它是在微波雷达技术的基础上发展起来的。激光雷达

激光雷达能够通过三维点云精确地还原环境，使得利用点云去提取环境中的目标特征成为可能。在此基础上，激光雷达可以用于车道线检测、目标分类与运动跟踪，以及通过环境特征匹配进行的同步建图高精度定位等感知手段；能够提供高精度地图建图、高精度定位、环境中复杂物体的识别与跟踪等环境理解能力，为控制系统的正确决策提供指导。

激光雷达在所有光线条件下都能很好地工作，但由于使用了光谱波长，它们会因为空气中的雪、雾、雨和尘埃颗粒的增加而失效。激光雷达无法检测颜色或对比度，也无法提供光学字符识别功能。激光雷达五、惯性导