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07 智能网联汽车 环境感知技术 智能网联汽车环境感知就是利用车载超声波传感器、毫米波雷达、激光雷达、视觉传感器等获取道路、车辆位置和障碍物的信息，并将这些信息传输给控制中心，为智能网联汽车提供决策依据，是实现ADAS的第一步。 一、环境感知定义 二、环境感知方法 （1）基于单一传感器 （2）基于自组织网络 （3）基于传感器信息融合 基于单一传感器的环境感知方法如超声波传感器、毫米波雷达等 基于自组织网络的环境感知方法如V2X通信技术。 基于传感器信息融合的环境感知方法，如采用视觉传感器+毫米波雷达、视觉传感器+超声波传感器融合等。 超声波传感器也称超声波雷达，它是利用超声波的特性研制而成的传感器，在超声频率范围内将交变的电信号转换成声信号或者将外界声场中的声信号转换为电信号的能量转换器件。 声波以波的行驶传播称为声波。按频率分类，频率＜20Hz自动声波称为次声波；20~20kHz的声波称为可听波，是人耳能分辨的声波；频率＞20kHz的声波称为超声波 （a）超声波安装在车上的外观 （b）超声波未安装的样子 常见的超声波雷达有两种。第一种是安装在汽车前后保险杠上的，也就是用于测量汽车前后障碍物的倒车雷达，这种雷达业内称为UPA；第二种是安装在汽车侧面的，用于测量侧方障碍物距离的超声波雷达，业内称为APA。 超声波传感器的测距原理如图，超声波发射器发出的超声波脉冲，经空气媒质传到障碍物表面，反射后再通过空气媒质传到接收器，测出超声波脉冲从发射到接受所需的时间，根据超声波在媒质中的速度，就可求得本车与障碍物表面之间的距离。 地面 障碍物 测量距离 实际距离 超声波传感器的测距原理 发射器 接收器 有效探测距离一般在5~10m之间，但会有一个最小探测盲区，一般在几十毫米。 超声波对色彩、光照度不敏感，可适用于识别透明、半透明及漫反射差的物体。 对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗、有灰尘烟雾、电磁干扰强等恶劣环境。 无法精确描述障碍物位置。 超声波传感器的特点 毫米波雷达 毫米波雷达是ADAS核心传感器，毫米波指波长在1~10mm的电磁波。毫米波雷达常见工作频率为24GHz和77GHz。毫米波雷达具有体积小、空间分辨率高的特点。 毫米波雷达空间分辨率远距离时可以达到0.5米，近距离可以达到厘米级。 1）毫米波雷达的作用： —确定两车的相对距离 —确定两车的相对车速 —确定两车的相对位置 —确定目标车辆 2)毫米波雷达的测距原理： ①　车距测量—发射信号和接收信号所需要的时间表明了物体之间的距离，物体之间的距离越大，反射信号被接受所费的时间就越长。 ②　车速测量—发射的信号波从本车发射出去，被前车返回。如果本车与前车之间的距离减小了，那么反射波的频率就会提高；反之若距离增大，那么这个频率就会降低。控制单元通过分析这个频率变化，从而计算出前车的车速。 激光雷达 激光雷达激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。 从工作原理上讲，与前面说的几款雷达没有根本的区别:发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、形状、姿态、甚至速度等参数。 （a）无人车的四周 （b）无人车的车顶 单线激光雷达与多线激光雷达的区别 （a）单线雷达 （b）多线雷达 激光雷达的分辨率高，距离和速度分辨率高,意味着可以利用距离--多谱勒成像技术来获得目标的清晰图像。分辨率高,是激光雷达的最显著的优点 低空探测性能好，像前面说的超声波雷达，就存在几十毫米的最小探测盲区，而激光雷达可以"零高度"工作. 激光雷达的特点 激光雷达工作时受天气和大气影响大，在坏天气的衰减是晴天的6倍，而且,大气环流还会使激光光束发生畸变、抖动，直接影响激光雷达的测量精度。 回顾课堂知识----课后查阅资料，试写出每种传感器主要应用于哪些系统？ 课后思考？