自動駕駛常用傳感器概要介紹
發布時間:2018-07-05 責任編輯:wenwei
【導讀】自動駕駛技術涉及的環境感知傳感器主要包括視覺類攝像機(包括單目、雙目立體視覺、全景視覺及紅外相機)和雷達類測距傳感器(激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達等),如圖1所示。這些傳感器目前都可以找到開源的SDK快速開發。小可根據這幾年的開發經驗,特此整理了目前常用傳感器的一些API,方便初學者節省開發時間。
dangran,duiyukeyigenjuxuqiuzizhudingzhichuanganqidetuhaogongsieryan,benpianxiandeduoyu,qingraoxing。benpianzhuyaoshiyongyuzidongjiashichujikaifazhe,zhuyaomianxianggaoxiaohekeyanyuansuodeyanjiurenyuan,yixingnengweizhu,jiaoshaokaolvchengbenwenti。bizhezhuyaojiyuLinux係統進行開發,所介紹的API均以Ubuntu14.04及以上版本為準(4月份出Ubuntu18.04了,2年一個穩定版本,值得期待)。

圖1 自動駕駛主流傳感器
單目攝像機
首推AVT工業相機,國內代理商較多。包含的相機種類較為齊全,接口包括1394火線接口、網口接口等,價格從幾千元到幾萬元不等。
應用:單目相機的應用開發主要包括特征類符號的檢測與識別,如車道線檢測、交通標誌識別、交通燈識別、xingrenhecheliangjiancedeng,jiyujiqixuexideshijiaojisuanzaizidongjiashipujizhiriyidinghuishibibukeshaodebufen,jinguanmuqianlaishuoshijiaojiancekekaoxingbingbushihengao,zaiyijiguangleidaweizhuyaoganzhishouduandezidongjiashicheliangzhongyingyongbingweidadaoyuqi。

圖2 路麵及車輛識別
雙目攝像機
應用於室外場景的雙目視覺確實不多見,筆者之前用過的bumblebee雙目也是應用於室內場景,之後接觸了ZED相機也是室內比較好用(畢竟基線長度固定了,就那麼短!)。建jian議yi用yong於yu室shi外wai做zuo視shi覺jiao裏li程cheng計ji或huo者zhe識shi別bie類lei算suan法fa的de,自zi行xing搭da建jian雙shuang目mu傳chuan感gan器qi,在zai保bao證zheng同tong步bu觸chu發fa的de情qing況kuang下xia,根gen據ju具ju體ti需xu求qiu確que定ding基ji線xian長chang度du。雙shuang目mu視shi覺jiao繞rao不bu開kai視shi差cha圖tu和he雙shuang目mu標biao定ding,目mu前qian比bi較jiao通tong用yong的de雙shuang目mu標biao定ding做zuo法fa是shi采cai用yong張zhang正zheng友you法fa,利li用yongCamera Calibration Toolbox進行標定,當然,openCV中也集成了該方法,習慣C編程的可以看下,OpenCV經典教材《學習OpenCV》中文版464頁至492頁有詳細內容,更有代碼,不多說。

圖3 雙目立體視覺標定
應用:障礙物檢測可以,限於室內,結構光,近距離;視覺裏程計確實是目前比較好的應用領域,用於路口定位等,各種開源SLAM技術中也都有應用,如ORB SLAM2,《視覺SLAM十四講》有詳細介紹和應用,好書,推薦一下。
全景相機
分為單鏡頭全景相機和多鏡頭拚接全景相機。筆者基於全景視覺的開發應用不多(當多目鏡頭使用,未完全發揮其全景優勢),2015年騰訊做街景地圖的時候貌似見過他們車上裝著一個。
應用:比(bi)較(jiao)推(tui)薦(jian)用(yong)全(quan)景(jing)相(xiang)機(ji)做(zuo)視(shi)覺(jiao)裏(li)程(cheng)計(ji),視(shi)野(ye)範(fan)圍(wei)大(da),特(te)征(zheng)點(dian)關(guan)聯(lian)度(du)高(gao),個(ge)人(ren)始(shi)終(zhong)覺(jiao)得(de)用(yong)全(quan)景(jing)視(shi)覺(jiao)配(pei)合(he)組(zu)合(he)導(dao)航(hang)做(zuo)高(gao)精(jing)度(du)地(di)圖(tu)重(zhong)建(jian)是(shi)個(ge)不(bu)錯(cuo)的(de)選(xuan)擇(ze),實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)汽(qi)車(che)車(che)道(dao)級(ji)別(bie)定(ding)位(wei),其(qi)他(ta)的(de)沒(mei)有(you)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)。
紅外相機
紅外相機應該屬於視覺的另外一個門類,夜視效果比白晝效果好,可應用於行人、車(che)輛(liang)檢(jian)測(ce)等(deng)。以(yi)前(qian)覺(jiao)得(de)在(zai)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)出(chu)現(xian)以(yi)後(hou),紅(hong)外(wai)相(xiang)機(ji)在(zai)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)應(ying)用(yong)中(zhong)處(chu)於(yu)一(yi)個(ge)比(bi)較(jiao)尷(gan)尬(ga)的(de)地(di)位(wei),價(jia)格(ge)不(bu)菲(fei)且(qie)沒(mei)有(you)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)結(jie)果(guo)來(lai)的(de)直(zhi)接(jie),使(shi)用(yong)之(zhi)後(hou)發(fa)現(xian),在(zai)障(zhang)礙(ai)物(wu)(如人)識別上,激光離散點雲還是比不上空間上連續的圖像。另外,測試中驚奇的發現,紅外相機具體可以捕捉玻璃上的人影!細思極恐!紅外相機在一定程度上可以對發熱體進行區分,如路麵、行xing人ren等deng,但dan畢bi竟jing需xu要yao後hou處chu理li,沒mei有you激ji光guang雷lei達da利li用yong絕jue對dui高gao度du或huo者zhe梯ti度du進jin行xing障zhang礙ai物wu檢jian測ce來lai的de直zhi接jie。夜ye晚wan條tiao件jian下xia可ke以yi替ti代dai彩cai色se相xiang機ji,進jin行xing前qian視shi障zhang礙ai物wu檢jian測ce與yu監jian控kong。

圖4 紅外視覺成像
毫米波雷達
適用於高速環境和編隊行駛,其他場景貌似沒有必要安裝。單買貴,批發便宜。使用過delphi的一款,應該也是國內應用的比較多的,距離上最遠到150mi,fenweidandiangenzongheduomubiaojianceliangzhonggongzuomoshi,qianzheshiyongyubianduixingshiguochengzhongqianchejiance,houzheshiyongyugaosuhuanjingxiadeyuanjulimubiaojiance。youyuhaomiboleidadechengxiangyuanliweizhuimianchengxiang(相當於從一點往外發散成一個錐麵),yijuzhuimianzhongzhangaiwudemianjilaituisuanzhangaiwu,yinerduiyufuzachangjing,zhangaiwujiaoweizaluan。ergaosugongluchangjingjiaoweilixiang,daoluhuanjinghao,cheliangxiangduijiaoshao,shiyongyuqianfangcheliangdetiqianyujing。(Tesla認為視覺+毫米足夠支撐自動駕駛係統,個人相當認同,但是貌似算法上還需要推進一步)
開發:通過can收發數據,數據格式較為簡單,一般協議文件中都有定義,對can口開發沒有基礎也不要恐慌,相當簡單,買一個USBCAN轉換器,有Ubuntu係統下can接收數據的依賴庫,之後的數據解析按照協議來即可。 激光雷達。
應用:障礙物檢測主流,waymo、百度、各大傳統汽車廠商、各大創業公司、各大高校、研究院所……那麼多自動駕駛汽車頂上裝著的幾乎都是激光雷達(Tesla除外);高精度地圖重建與環境建模;SLAM等。

圖 多雷達融合
目前實際開發中筆者用到的傳感器就這麼多,希望對於初學者有所幫助吧。對於設備選型有選擇困難症的也可以私信我,多多交流。
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