智能车环境感知(2)

够实时、准确识别出行驶路径周边对行驶安全可 能存在安全隐患的物体，为自身采取必要操作以避免发生交通安全事故； 经济性：为提高车辆高效、经济地行驶提供参考依据； 平顺性：为车辆平顺行驶提供参考依据；

行驶路径：对于结构化道路而言，包括行车线、道路边缘、道路隔离物、 恶劣路况的识别。对于非结构化道路而言，包括车辆欲行驶前方路面环境状况的识 别和可行驶路径的确认； 周边物体：包括车辆、行人、地面上可能影响车辆通过性、安全性的其它各 种移动或静止物体的识别；各种交通标志的识别； 驾驶状态：包括驾驶员驾驶精神状态、车辆自身行驶状态的识别； 驾驶环境：包括路面状况、道路交通拥堵情况、天气状况的识别。

三、环境感知的方法

视觉传感 基于机器视觉获取车辆周边环境两维或三维图像信息， 通过图像分析识别技 术对行驶环境进行感知。 优点：信息量丰富、实时性好、体积小 、能耗低。 缺点：易受光照环境影响、三维信息测量精度较低。

激光传感 基于激光雷达获取车辆周边环境两维或三维距离信息， 通过距离分析识别技 术对行驶环境进行感知。 优点：能够直接获取物体三维距离信息、测量精度高、对光照环境变化不敏 感。 缺点：无法感知无距离差异的平面内目标信息、体积较 大、价格昂贵、不便于车载集成。

微波传感 基于微波雷达获取车辆周边环境两维或三维距离信息， 通过距离分析识别技术对行驶环境进行感知。 优点： 能够以较高精度直接获取物体三维距离信息、 对光照环境变化不敏感、 实时性好、体积较小。 缺点：无法感知无距离差异的平面内目标信息、国外成熟产品对我国禁运而难以获得。

通讯传感 基于无线、网络等近、远程通讯技术获取车辆行驶周边环境信息。 优点：能够获取其它传感手段难以实现的宏观行驶环境信息、可实现车辆间 信息共享、对环境干扰不敏感。 缺点：可用于车辆自主导航控制的信息不够直接、实时性不高、无法感知周 边车辆外其它物体信息。

四、传感技术

要达到自主行驶的目的前提是能够掌握足够多的信息,这些信息的采集则需要通过各种传感器来获得,而数据的准确性与有效性直接关系到决策的成败。

1)雷达系统

雷达是一种主动型传感器,能够直接测量距离、速度、方位等,而不需要复杂的设计与繁复的计算。此外,在阴雨等恶劣天气影响下,雷达系统仍然能够工作。在各种雷达系统中,激光雷达较毫米波雷达能够提供更高的精度,但由于成本也很高,其推广受到一定的阻碍。

然而,雷达系统也存在一些缺点。例如:光谱分辨率和扫描速度较低;当多个车辆行驶在同一个方向上时,多个雷达之间会产生干涉,这是主动型传感器难以回避的问题。

2)机器视觉

CCD等成像元件由于无法提供直接的物理数据,被归于被动型传感器。但其成本相对雷达系统来说非常低,可以在车辆中安装多个摄像机,从不同角度全方位拍摄车外环境。目前, CCD主要用于提取车道线[ 5 ] ,识别近距离内的障碍物、行人、交通信号等,这些也是主动型传感器无法替代的。其缺点是容易受环境影响,在能见度较低时无法使用。可以同主动型传感器结合使用,取长补短。