人物在选择自动驾驶汽车时需要了解其自动化等级以及传感器的主要作用有哪些

  • 天文科普
  • 2025年04月26日
  • 在选择自动驾驶汽车时,了解其自动化等级以及传感器的主要作用至关重要。这些汽车通常分为不同的自动化等级,从L0到L5,每个等级都有其特定的功能和要求。 L0代表无自动化,即完全依赖驾驶员操控,没有任何自动驾驶辅助功能。相反,L1提供一些基础辅助,如定速巡航和车道偏离预警,而L2则实现了部分自动化,可以同时进行横向和纵向控制。 在特定条件下,L3有条件地允许车辆自行操作,但仍需驾驶员随时准备接管

人物在选择自动驾驶汽车时需要了解其自动化等级以及传感器的主要作用有哪些

在选择自动驾驶汽车时,了解其自动化等级以及传感器的主要作用至关重要。这些汽车通常分为不同的自动化等级,从L0到L5,每个等级都有其特定的功能和要求。

L0代表无自动化,即完全依赖驾驶员操控,没有任何自动驾驶辅助功能。相反,L1提供一些基础辅助,如定速巡航和车道偏离预警,而L2则实现了部分自动化,可以同时进行横向和纵向控制。

在特定条件下,L3有条件地允许车辆自行操作,但仍需驾驶员随时准备接管。而在限定区域内,高度自治的L4可以完全自主行驶,无需人工干预。最后,完全自治的L5能够在任何场景下安全运行,无需驾驶位。

核心技术包括传感器和人工智能。传感器如激光雷达(LiDAR)和摄像头用于环境感知,而人工智能则负责决策与控制,以确保安全高效行驶。

惯性传感器、加速度计、角速度陀螺仪作为汽车“内耳”,长期以来一直参与着基本任务。在没有其他输入的情况下,它们能独立探测车辆运动,就像一个简单的单轴加速度计能探测到急剧减速来打开安全气囊一样。

更先进的惯性传感器组件由两个正交XY加速度计和一个单轴/双轴角速度陀螺仪构成,在稳定控制中发挥作用。它们决定了是否采取措施防止侧翻或减少转弯时车轮打滑。此外,现在常用的车载惯性传感器组件可测量某方向运动状态,而六自由度(6 DOF)嵌入三轴线性加速度计、三轴角速度陀螺仪模块称作惯性测量单元(IMU),通过精确校准消除温度偏差漂移后,与扩展卡尔曼滤波算法融合,可实时跟踪计算车辆位置与方向,并不需要额外帮助。

最新一代高级驾驶辅助系统(ADAS)及自动驾驶汽车需要高精度IMU以预测并确定实时位置。在这些先进系统中,IMU信息与GPS接收器甚至视觉传感器相结合,不断估计更新车辆位置信息,然后被输入中央计算模块。这就形成了一种依靠融合额外数据的IMU导航系统,被称为惯性导航系统(INS)。

GPS接收器虽然不能提供连续不间断的高精度位置信息,但通过校正卫星时钟误差大气影响后,可达到几米之内精度。当路况最佳且高速公路上每10英尺左右更新一次位置信息,或是在隧道、高楼附近丢失信号,这时候IMU推算位置以提高输出频率,同时考虑到GPS信号丢失可能导致较大的误差范围,为此开发人员努力提高MEMS IMU性能,使其适应消费类市场成本需求,并追求更高性能标准以满足工业应用需求。

基于MEMS技术生产的大规模低成本微机电系统(MEMS) IMU价格低于100美元,对消费类市场具有吸引力,一些产品已显示出良好的性能指标,比如陀螺仪偏置不稳定性的BI小于1°/h、角度随机游走ARW小于0.1°/√h,加速度BI在10g范围内。但是,这些中等性能IMEI仅能保持几秒钟持续有效地提供小于10cm的地理坐标值;而最先进MEMS IMUs正在努力达到陀螺仪BI<1°/h, ARW<0.1°/√h目标。一旦达到这项水平,将会使得GPS+IMEI组合导航系统能够满足所有现代高等级的人工智能驱动交通运输解决方案所需的一切关键参数要求。这将极大地提升我们的道路交通网络整体效率,让我们的城市更加绿色环保,也让我们每个人都期待早日看到这样的未来世界出现。

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