江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

激光雷达、相机…万字长文带你入门无人驾驶车硬件

机器之心转载
作者：王方浩
如何构建一辆无人驾驶车呢？先从无人驾驶车的硬件开始介绍 。
激光雷达、相机…万字长文带你入门无人驾驶车硬件文章插图
简介
无人驾驶车由车、线控系统、传感器、计算单元等组成 ， 如图 2.1 所示 。 车作为无人驾驶的载体 ， 是无人驾驶车最基础的组成部分 。
除了车本身之外 ， 还需要车上安装有线控系统 。 有别于传统汽车通过机械传动的方式控制汽车 ， 线控系统通过电信号来控制汽车 ， 这种方式显然更适合电脑控制 。
无人驾驶车还配备了数目众多的传感器 ， 包括激光雷达、摄像机、毫米波雷达、超声波雷达、GPS、IMU 等 。 传感器是无人驾驶车的眼睛 ， 负责感受外部环境 。 计算单元则是无人驾驶车的大脑 ， 传感器获取的信息经过计算单元的计算之后 ， 输出一条可以供汽车安全行驶的轨迹 ， 控制汽车行驶 。
激光雷达、相机…万字长文带你入门无人驾驶车硬件文章插图
图 2.1 无人驾驶车硬件组成
硬件首先需要考虑的就是安全 。 汽车关系到人的生命安全 ， 因此需要有严格的安全规范 。 无人驾驶车同样要求如此 ， 需要尽可能地保障乘客的安全 ， 不仅要使用满足车规要求的硬件 ， 还要使汽车能够覆盖足够的视野范围 。
其次需要考虑的是成本 ， 目前无人驾驶车的成本居高不下 ， 主要原因是传感器的成本太高 ， 甚至比一辆车的成本还高 ， 这是阻碍无人驾驶车普及的重要原因之一 。
下面我们分别从车和线控系统、传感器、计算单元、辅助单元等方面介绍无人驾驶车的硬件组成 。
2.2 车和线控系统
2.2.1 车
传统汽车由发动机、汽车底盘、中控系统和车身等组成 ， 如图 2.2 所示 。 实际上 ， 无人驾驶车的车身部分和传统汽车几乎没有区别 ， 只是在传统汽车的基础上 ， 安装了汽车线控系统 。
目前主要有以下 4 种形式的无人驾驶车 。
无人驾驶的士 。 通过小车改装而成 ， 常见的型号有林肯 MKZ 。
无人驾驶小巴、摆渡车 。 通过巴士改装而成 ， 有些甚至没有方向盘 。
无人驾驶货车 。 由卡车改装而成 ， 主要厂家有比亚迪、东风等 。
无人驾驶清洁车 。 通过特种车辆改装而成 。
激光雷达、相机…万字长文带你入门无人驾驶车硬件文章插图
图 2.2 汽车构造
目前还没有真正量产的无人驾驶车 ， 无人驾驶车大部分都是根据现有车型改装而成 ， 计算单元还都是放在汽车后备箱中 ， 需要将空调风道引入后备箱以供计算单元散热 。 同时 ， 车上要增加按钮 ， 实现将所有子系统从自动驾驶状态紧急切换到人工驾驶状态 ， 在发生整车故障时 ， 能完全退出至人工驾驶模式 ， 保障安全 。
为什么电动车比燃油车更加适合做自动驾驶呢？主要有以下 3 个原因 。
电动车比燃油车的反应时间更短 。 普通燃油车通过机械控制的方式 ， 普遍的延迟在 200ms 左右 ， 而电动车的控制响应时间不到 20ms 。 对比燃油车来说 ， 电动车更容易控制 ， 响应时间也更短 。
电动车能够直接提供无人驾驶车所需要的电源 。 燃油车则需要通过发动机发电 ， 效率转换比较低 ， 同时也提供不了大功率的电源输出 。 除此之外 ， 燃油车还要额外提供 UPS 设备保障电源供应 ， 而电动车不存在这些问题 。
电动车比燃油车具有先天优势 。 由于电动车目前还在发展阶段 ， 可以进行全新的设计 ， 而燃油车已经非常成熟 ， 设计和改造有着诸多限制 。
综上所述 ， 电动车比燃油车更适合用来做自动驾驶 。
2.2.2 线控系统
汽车需要具备线控系统才能改装成无人驾驶车 ， 那么什么是线控系统呢？
传统汽车是通过机械传动的方式对汽车进行转向、油门和刹车等的控制 ， 而线控系统是通过电信号对汽车进行转向、油门和刹车等的控制 。 电脑能够更好地控制电信号 ， 这就是为什么无人驾驶车采用线控系统来控制汽车的重要原因 。


推荐阅读


上一篇：FreeRTOS——协同程序（Co-routine）

下一篇：又一芯片巨头站了出来，7纳米芯片投入商用，比华为还早成立2年