自动驾驶的五大核心技术是什么
时间:2020-02-27 17:41

  车是一个轮式机器人。自动驾驶可以说是一个涉及了多个学科的综合领域,本文带你探寻自动驾驶的5大主要技术,看看这个轮式机器人的大脑、眼睛等都是如何工作的。

  和人类的眼睛一样,这个轮式机器人也有它自己的眼睛,用来识别周边的车辆、障碍物、行人等上的情况。

  我们眼睛的主要构成部分是眼球,通过调节晶状体的弯曲程度来改变晶状体焦距来获得实像。那自动驾驶的眼睛是由什么构成的呢?答案是传感器。包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达,还有红外线、超声波雷达等。

  其中,最常用的是摄像头,几乎是毫无争议地被所有开发者采用。它和人类的眼睛最接近,可以看清有颜色的标识、物体,看得懂字体,分得清红绿灯。但是缺点也不少,比如在夜晚或恶劣的天气下视力就严重下降,也不擅长远距离观察。

  其次是颇富争议的LiDAR,即激光雷达。比较常见的是在车顶,像是顶不停旋转的帽子。原理很简单,就是通过计算激光束的反射时间和波长,可以完成绘制周边障碍物的3D图。而短板则是无法识别图像和颜色。

  毫米波雷达也不得不提一提,因为它的全能--可以全天候工作,这使得它不可或缺,即便它无法识别高度,分辨率不高,也难以成像。但它凭借其穿透尘雾、雨雪的硬本领,站稳一席之地。

  如此多各式各样的眼睛,那她的视力一定很好咯?那也未必。你以为星多天空亮,可它们之间能够互补还好,但也难免会产生矛盾。这么多只眼睛你要优先选择相信谁,这也是一个课题叫Sensor Fusion,传感器融合。根据每种传感器的优缺点来综合评判信息的准确度,得到更可靠的最终结果。传感器融合的另一个优点是,换来一定程度的冗余,即便某只眼睛暂时失明,也不会影响它安全前行。

  通过眼睛识别得到了周边,接下来就要充分利用这些信息进行理解分析,决定自己该如何走下一步。要完成这项任务的就是最强大脑。

  跟人类的大脑一样,我们不是天生就会开车,也不是拿到驾照就成老司机了。需要一定的知识积累,自动驾驶机器人也同样需要。完成大脑中的知识库有两种方式:专家规则式和AI式。

  专家规则式,英文叫rule-based。即提前编写好规则,当需要做决定的时候必须严格遵守这些规则。举个栗子,当准备超车变道时,需要满足以下条件(这是一个假专家,仅供参考):道半径大于500R(弯道不变道);跟目标车道上的前后车的距离都在20m以上;比后车的车速慢不超过5km/h;等等等等。..以上N个条件同时满足时,即可超车变道。

  AI式,就是一直很火的人工智能ArtificialIntelligence。模仿人类的大脑,通过AI算法对场景进行理解。或提前通过大量的犯错积累经验,或事前听某人指点江山。通过AI式积累知识库,会让她的反应更加灵活。专家也难免有疏忽,更何况交通瞬息万变,没有灵活的大脑如何应对我大中华的况呢?

  现今,除了主流的用GPS或GNSS(全球卫星系统)来定位的方式之外,也有在公上铺设电磁线等方式来实现定位。高精度GPS定位目前来说最题是,山区和隧道等地理因素对精度的影响,虽然可以依靠IMU(惯性测量单元)来进行推算,但GPS丢失信号时间过长的话,累计的误差就会比较大。

  另外,自动驾驶专用的3D动态高清地图带给了自动驾驶更多可能性。因为有了高清地图,就可以将自己的轻松定位在车道上。

  试想如果被黑客入侵,控制了你的自动驾驶车,不仅可以到你的秘密谈话,还很可能成为工具。黑客可以通过影响传感器的数据而影响决策,或直接介入判断机制进而影响行驶轨道。

  先了解一个术语,V2X=Vehicle To Everything。即车辆与基础设施之间所有通信的通用简称,包括车辆与车辆之间叫V2V、车辆与行人之间V2P、车辆与交通基础设施之间V2I、车辆与网络之间V2N等。

  V2X包含了汽车和我们的个人信息,因此在通信的时候对用户的身份验证和给数据加密,这些都必不可少。

  虽说我们对自动驾驶的印象大多是,不需要人们的,它就能把我们送到任何想去的地方。但是很遗憾,目前的自动驾驶系统还做不到这一点。

  遇到自动驾驶驾驭不了的场景,便会你接替它的工作。这时,HMI(人机界面)就发挥作用了。它的目标是,用最直观最便捷的方式通知我们,让驾驶员尽快注意到。

  此外,通过观察分析驾驶员的面部表情和动作,判断其困倦状态,并通过给驾驶员提供感兴趣的话题等方式予以提醒,也是人机交互多样化发展的一个例子。还有些不仅局限于和车内人的互动,也可以与上行人进行互动,表达让行等意愿。

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  美半导体的AR0237AT是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1928(H)×1088(V)。它可以在线性或高动态范围模式下捕获图像,并具有滚动快门读数。它包括复杂的相机功能,如像素内装箱,窗口以及视频和单帧模式。它专为低光和高动态范围的场景性能而设计。它可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR0237AT可以产生非常清晰,清晰的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择,包括和高清视频。 特性 卓越的低光性能 采用安森美半导体DR-Pix技术的最新3.0米像素具有双转换增益 高达1080p 60 fps的全高清支持,实现卓越的视频性能 线性或高动态范获 支持线读出以启用ISP芯片中的HDR处理 支持用于外部机械快门 片上锁相环(PLL)振荡器 ...

  AT是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1928Hx1088V。它可以在线性或高动态范围模式下捕获图像,并具有滚动快门读数。它包括复杂的相机功能,如像素内装箱,窗口以及视频和单帧模式。它专为低光和高动态范围的场景性能而设计。它可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR0230AT可生成非常清晰,锐利的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择。 特性 高动态范围 应用 汽车 电图、引脚图和封装图...

  是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1928(H)x 1088(V)。它采用滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能,如像素内合并,窗口以及视频和单帧模式。它专为低光和高动态范围场景性能而设计,可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR0237可以产生非常清晰,锐利的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择,包括和高清视频。 特性 具有双转换增益的DR-PIX技术 全高清支持1080p 60 fps,提供卓越的视频性能 线性或高动态范获 片上锁相环(PLL)振荡器 支持线读出以在ISP芯片中启用HDR处理 基于的集成颜色和镜头阴影校正 用于精确帧率控制的从属模式 ...

  是一款500 mA LDO,配有NMOS passtransistor和的偏置电源电压(V BIAS )。该器件提供非常稳定,精确的输出电压和低噪声,适用于空间受限,噪声的应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP135具有低I Q 消耗。 NCP135采用DWFN6 2 mm x 2 mm封装。 类似产品: NCP13x系列 NCP130 NCP133 NCP134 NCP135 NCP137 NCP139 输出电流(A) 0.3 0.5 0.5 0.5 0.7 PSRR f = 1 kHz(dB) 70 70

  60 压差电压(V) 0.060 0.090 0.090 0.053 0.060 0.060 特性 优势 Typ的超低压降。 53mV 允许节省功率并以非常低的Vin-Vout电压工作。 0.4V固定输出电压选项 0.4V应用的最佳选择 输出电流从0mA到500mA 高电流应用的非常好的选择 0.5%典型输出电压精度 非常适合POL应用 li

  输出有效放电选项 输出电流超过500mA 应用 终端产品 电池供电和便携式设备 图像传感器应用 来了ras,相机模块 电图、引脚图和封装图...

  是130 mA,双输出线性稳压器,可提供非常稳定和精确的电压,具有极低的噪声和高电源比(PSRR),适用于RF应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP153采用自适应接地电流特性,在轻负载条件下实现低接地电流消耗。器件还具有折返式电流功能,可降低短电流并受电设备。 特性 优势 低压降:130 mV典型值130 mA 支持输入电压要求非常低的应用 高PSRR:1kHz时为75dB 适用于功耗的应用 热关断和过流 坚固的设计和高可靠性 典型的低静态电流。 50μA 轻载条件下的高效溶液 XDFN-6 1.2 x 1.2 mm包中提供 非常适合空间受限的应用 工作输入电压范围:1.7 V至5.5 V 非常适合电池供电的应用程序 折返短 将SC电流降至非常低的值 - 55 mA typ。 应用 终端产品 指纹传感器供应 相机 RF电源 智能手机 便携式设备 无线手机 平板电脑 电池供电设备 电图、引脚图和封装图...

  NCP156 LDO稳压器 500 mA / 250 mA 双输出 超低压降 低Iq 超低噪声

  是双输出线性稳压器,专为相机模块应用而优化。该器件提供独特的高电流低电压偏置轨拓扑组合,用于提供数字模块和非常精确的第二输出,用于为模拟传感器模块供电。这种组合可以实现最佳性能和功效。 特性 优势 N-MOS和P-MOS双LDO 针对相机传感器应用进行了优化。用于数字轨和超低噪声的高电流N-MOS输出和用于模拟轨的高PSRR P-MOS 低静态电流典型值。 100 uA 提高适合电池供电设备的效率 输出电压摆率控制 两次摆动速率选项允许为传感器应用选择正确的速度 极低压差140 mV,500 mA 最大限度地降低功耗并提高效率 超低噪音典型。 6.5 OUTV上的uVRMS 非常适合功率设备 提供CSP6 1.2 mm x 0.8 mm 非常适合空间约束应用 应用 终端产品 相机传感器电源 图像传用程序 智能手机和平板电脑 相机和Camcoders IP摄像机 集成电源 电图、引脚图和封装图...

  1A是一款高电流,高效率电压模式同步降压转换器,工作电压为4.5 V至18 V,输出电压低至0.6 V,最高可达25 A. 特性 优势 宽输入电压范围4.5V至18V 支持广泛的应用 500KHz开关频率 需要小电感和少量输出电容 无损耗低端FET电流检测 良好的散热性能 0.6V内部参考电压 外部可编程软启动 输出o电压和欠压 使用热敏电阻或传感器通过OTS引脚进行系统过热 所有故障的打嗝模式操作 预偏置启动 可调节输出电压 电源良好灯 内部过热 应用 终端产品 采用6x6 QFN封装的25A稳压器 ASIC,FPGA,DSP和CPU内核及I / O电源 移动电话基站 电信和网络设备 服务器和存储系统 电图、引脚图和封装图...

  1B是一款高电流,高效率电压模式同步降压转换器,工作电压为4.5 V至18 V,输出电压低至0.6 V,最高可达25 A. 特性 优势 宽输入电压范围4.5V至18V 支持广泛的应用 1MHz开关频率 需要小电感和少量输出电容 无损耗低端FET电流检测 良好的散热性能 0.6V内部参考电压 外部可编程软启动 输出ove r电压和欠压 使用热敏电阻或传感器通过OTS引脚进行系统过热 所有故障的打嗝模式操作 预偏置启动 可调节输出电压 电源良好灯 内部过热 应用 终端产品 采用6x6 QFN封装的25A稳压器 ASIC,FPGA,DSP和CPU内核及I / O电源 移动电话基站 电信和网络设备 服务器和存储系统 电图、引脚图和封装图...

  1是一款高电流,高效率电压模式同步降压转换器,工作电压为4.5 V至18 V,输出电压低至0.6 V,最高25 A DC负载或30 A瞬时负载。 特性 优势 宽输入电压范围4.5V至18V 支持广泛的应用 500KHz开关频率 需要小电感和少量输出电容 无损耗低 - 侧FET电流检测 提高效率 0.6V内部参考电压 外部可编程软启动 输出过压和欠压 使用热敏电阻或传感器进行系统过热 所有故障的打嗝模式操作 预偏置启动 可调节输出电压 电力良好输出 内部过热 应用 终端产品 采用6x6 QFN封装的25A稳压器 ASIC,FPGA,DSP和CPU内核及I / O电源 移动电话基站 电信和网络设备 服务器和存储系统 电图、引脚图和封装图...

  2N是一款高电流,高效率电压模式同步降压转换器,可在4.5V至21V输入电压下工作,在高达15A的负载下可产生低至0.6V的输出电压。 特性 优势 4.5 V至21 V的宽输入电压范围 支持广泛的应用 0.6V内部参考电压 支持小电感和少量输出电容 500kHz开关频率 良好的散热性能 外部可编程软启动 无损耗低侧FET电流检测 输出过压和欠压 使用热敏电阻或传感器通过OTS引脚进行系统过热 所有故障的打嗝模式操作 预偏置启动 可调输出电压 电源良好指标 内部过热 应用 终端产品 用于电信和网络应用的15A负载电源模块 蜂窝基站 电信和网络设备 服务器和存储系统 计算系统 电图、引脚图和封装图...

  是一款超低压降稳压器,可提供高达1 A的负载电流,并在-40至85℃范围内保持1.0%的出色输出电压精度。工作输入电压范围为1.8 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电的产品以及后调节应用。该产品提供多种固定输出电压选项,其他产品可根据要求提供,范围为1.2 V至3.9 V.NCP186具有完全的过热和输出短。小型8引脚XDFN6 1.2 mm x 1.6 mm封装使该器件成为可能特别适用于空间受限的应用。 特性 优势 1.8 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 多种固定输出电压选项及其他可根据要求提供1.2 V至3.9 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 90μA 延长电池寿命 极低压差:100 mV典型值。在Iout = 1 A(3.0V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声电 内部软启动 浪涌电流 在-40至85℃温度范围内的±1.0%精度 高输出电压精度 热关断和限流 产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通讯设...

  是一款超低压差稳压器,可提供高达0.5 A的负载电流,并在25°C时保持0.8%的出色输出电压精度。工作输入电压范围为1.4 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电产品以及后调节应用。该产品提供3.3 V固定输出电压选项,其他电压选项可根据要求提供,范围为0.7 V至3.6 V.NCP176具有完全的过热和输出短。小型6引脚XDFN6 1.2 mm x 1.2 mm封装使该设备特别适用于空间受限的应用程序。 特性 优势 1.4 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后调节应用 几种固定输出电压可根据要求提供的选项和其他选项范围为0.7 V至3.6 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压降:130 mV典型值。在Iout = 0.5 A(2.5V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声电 内部软启动 浪涌电流 室温下±0.8%精度 高输出电压精度 热关断和限流 产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通信设备 相机,...

  是双模式LDO,在ActiveMode中提供高达80 mA的电流,在低功耗模式下低至50 nA的Iq。双模式功能可通过ECO引脚选择,允许动态和低功耗模式之间的动态切换,非常适用于长寿命电池供电的无线应用。低功耗模式下的输出电压可降低50 mV,100 mV,150的内部工厂编程值相对于活动模式下的标称输出电压,mVor为200 mV。此功能进一步降低了睡眠模式下的应用消耗.NCP171采用SLIQ(超低Iq)LDO系列,具有50nA的超低静态电流,可用于小XDFN4 1.2 x 1.2包。 特性 优势 超低水平50nA 非常适合电池供电的应用 双模式功能针对主动模式和待机模式操作进行了优化 系统灵活地在两种不同的操作模式之间切换,优化性能和延长电池寿命 工作模式,高达80mA,具有出色的PSRR和噪声性能 非常适用于射频电源和高精度传感器 低功耗模式(SLIQ),50nA Iq 当系统处于扩展待机(低功耗)模式时延长电池寿命 模式选择,ECO Pin 灵活选择主动和低功率模式 XDFN 1.2x1.2包 空间受限应用程序的小尺寸 应用 终端产品 无线电池供电的物联网传感器 电池供电的医疗...

  是一款采用SuperPD™PDAF技术的13万像素CMOS成像传感器。这款先进的传感器具有独特的PDAF微透镜和PDAF图案技术,在低光照条件下具有出色的自动对焦性能。采用1.1μm像素构建,提供符合行业标准的1 / 3.2“光学格式,使AR1337具有适合大批量设计的尺寸。图像质量由领先的量子效率和灵敏度驱动,同时保持低读取噪声。这种组合可在明亮的日光或低室内照明条件下提供出色的图像。 AR1337以每秒30帧的速度运行在13 MP,并支持每秒30帧的4k2k视频和高达每秒60帧的全高清1080P视频。 特性 优势 SuperPD™PDAF技术 领先的低光自动对焦性能 独特的PDAF图案和微透镜技术 高精度相位检测自动聚焦(PDAF)功能 片上坏像素校正和AF计算 简化的相机模块积分校准和与后端应用处理器的集成 具有低读取噪声的高量子效率和灵敏度 卓越的图像质量,尤其是在光线不足 应用 终端产品 智能手机相机 平板电脑相机 智能手机 平板电脑 电图、引脚图和封装图...

  HS是一款1080万像素,1英寸光学格式图像传感器,结合了高分辨率成像和3.4微米DR-Pix(动态响应像素),可动态调整以提供卓越的低光性能。在全分辨率下,AR1011HS提供60帧/秒(fps)视频;同时跳至120 fps的1080p高清模式。该传感器非常适合需要高分辨率的高端摄像系统,如电子平移,倾斜,变焦(ePTZ)等具有惊人的低光能力的功能。 4K超高清(3840 x 2190)分辨率为每秒60帧的模式,使传感器也成为专业消费类相机的理想选择。 应用 相机 安全 电图、引脚图和封装图...

  美半导体的AR0239是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1936(H)×1188(V)。它可以在线性或高动态范围模式下捕获图像,并具有滚动快门读数。它包括复杂的相机功能,如像素内装箱,窗口以及视频和单帧模式。它专为低光和高动态范围的场景性能而设计。它可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR0239可以产生非常清晰,锐利的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择,包括和高清视频。 特性 以90 fps的速度拍摄2.3Mp以获得出色的视频性能 小型光学格式(1 / 2.7英寸 1080p模式适用于16:9视频 卓越的低光性能 3.0um大背面照明像素技术 支持线读数以启用HDR处理ISP芯片处于1080P和30fps 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头着色校正 用于精确帧率控制的从模式 数据接口: - HiSPi(SLVS) - 4个车道 - MIPI CSI-2 - 4车道 - 平行 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 多相机同步支持 高速可配置上下文切换 具有灵...

  美半导体专注于卓越的像素性能,为该传感器的卓越图像质量奠定了基础,具有卓越的色彩精度,低光灵敏度和低噪声水平.AR0542是一款1/4英寸CMOS有源像素数字图像传感器集成了复杂的片上相机功能,如窗口,镜像,列和行跳过模式以及快照模式。它可通过简单的双线串行接口进行编程,功耗非常低。 应用 移动 电图、引脚图和封装图

  是一款1 / 2.5英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为2592(H)x 1944(V)。它通过滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能,如分档,窗口以及视频和单帧模式。它专为低亮度和高动态范围性能而设计,具读出功能,可在ISP芯片中支持片外HDR。 AR0521可以产生非常清晰,锐利的数字图像,并且能够捕获连续视频和单帧,使其成为安全应用的最佳选择。 特性 5 Mp为60 fps,具有出色的视频性能 小型光学格式(1 / 2.5英寸) 1440p 16:9模式视频 卓越的低光性能 2.2 m背面照明像素技术 支持线读出以启用ISP芯片中的HDR处理 支持外部机械快门 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头阴影校正 精确帧率控制的从属模式 数据接口:♦HiSPi(SLVS) - 4个车道♦MIPI CSI-2 - 4车道 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 应用 终端产品 视频 高动态范围成像 安全摄像头 行动相机 车载DVR 电图、引脚图和封装...

  图像传感器是一款1 / 3.2“光学格式1.4微米像素传感器,能够以每秒42帧的速度捕获其完整的8 MP传感器分辨率,以60fps的速度捕获1080P视频.A-PixHS(tm )技术将安森美半导体的第二代背照式(BSI)像素技术和先进的高速传感器架构结合在一起,实现了许多创新功能。它旨在实现低z高度相机模块,以满足OEM和移动设备制造商的需求。 特性 高动态范围 应用 移动 电图、引脚图和封装图...

  是一款1 / 2.5英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为2592(H)x 1944(V)。它通过滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能,如分档,窗口以及视频和单帧模式。它专为低亮度和高动态范围性能而设计,具读出功能,可在ISP芯片中支持片外HDR。 AR0522可生成非常清晰,锐利的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择。 特性 5 Mp,60 fps,优异的视频性能 小光学格式(1 / 2.5英寸) 彩色滤光片阵列:RGB和单色 1440p模式适用于16:9视频 卓越的低光性能 2.2 m背面照明像素技术 支持线读出以启用ISP芯片中的HDR处理 支持外部机械快门 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头着色校正 用于精确帧率控制的从模式 数据接口:♦HiSPi(SLVS) - 4条车道♦MIPI CSI-2 - 4车道 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 近红外线增强 应用 终端产品 视频 高动态范围成像 机器视觉...