自動(dòng)駕駛是一項(xiàng)快速發(fā)展的技術(shù)，同時(shí)也是一個(gè)備受爭(zhēng)議的話題。而傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代，而且還可能建立新型工業(yè)，從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。在一個(gè)極端，人們相信自動(dòng)駕駛汽車(chē)將通過(guò)增加道路安全，降低基礎(chǔ)設(shè)施成本以及增強(qiáng)兒童、老人和殘疾人的出行自理能力來(lái)確保美好的未來(lái)。在另一個(gè)極端，許多人害怕汽車(chē)黑客、致命車(chē)禍的風(fēng)險(xiǎn)，以及與駕駛相關(guān)工作崗位的流失。

5個(gè)級(jí)別的駕駛自動(dòng)化

從駕駛員輔助到全自動(dòng)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)有五個(gè)公認(rèn)的等級(jí)。它們是由汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)(SAE)開(kāi)發(fā)的，并根據(jù)人類對(duì)駕駛的參與程度而有所不同。實(shí)際上，在它們的分類中有6個(gè)級(jí)別，但是級(jí)別0意味著沒(méi)有自動(dòng)化，完全由人類控制車(chē)輛。

L1：駕駛員輔助

人類駕駛員負(fù)責(zé)所有的汽車(chē)操作任務(wù)，包括加速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和監(jiān)控周?chē)h(huán)境等。汽車(chē)中有一個(gè)駕駛輔助系統(tǒng)，可以幫助轉(zhuǎn)向或加速，但這兩者不能同時(shí)進(jìn)行，比如常見(jiàn)的定速巡航、自動(dòng)泊車(chē)等。

L2：部分自動(dòng)化

在這個(gè)級(jí)別上，汽車(chē)可以同時(shí)輔助轉(zhuǎn)向和加速，而駕駛員仍然負(fù)責(zé)大多數(shù)安全關(guān)鍵功能和環(huán)境監(jiān)控。目前，2級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)在道路上最為常見(jiàn)。

L3：有條件自動(dòng)化

從3級(jí)開(kāi)始，汽車(chē)本身使用自動(dòng)駕駛車(chē)輛傳感器監(jiān)視環(huán)境，并執(zhí)行其他動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)，如制動(dòng)。如果發(fā)生系統(tǒng)故障或其他意外情況，則必須準(zhǔn)備好進(jìn)行人工干預(yù)。

L4：高度自動(dòng)化

4級(jí)意味著高度自動(dòng)化，即使在極端情況下，汽車(chē)也能夠在沒(méi)有駕駛員干預(yù)的情況下完成整個(gè)行程。但是，有一些限制：只有當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到交通狀況安全且沒(méi)有交通堵塞時(shí)，駕駛員才能將車(chē)輛切換到該模式。

L5：完全自動(dòng)化目前完全自動(dòng)化的汽車(chē)還不存在，但汽車(chē)制造商努力致力于實(shí)現(xiàn)5級(jí)自動(dòng)駕駛，其中駕駛員只需指定目的地，車(chē)輛就會(huì)對(duì)所有駕駛模式負(fù)有全部責(zé)任。因此，5級(jí)汽車(chē)沒(méi)有方向盤(pán)或踏板這樣的人工控制裝置。

一切都與傳感器有關(guān)

沒(méi)有物聯(lián)網(wǎng)傳感器，自動(dòng)駕駛汽車(chē)就不可能實(shí)現(xiàn)：它們使汽車(chē)看到和感知道路上的一切，并收集安全駕駛所需的信息。此外，對(duì)這些信息進(jìn)行處理和分析，以構(gòu)建從A點(diǎn)到B點(diǎn)的路徑，并向汽車(chē)控制裝置發(fā)送適當(dāng)?shù)闹噶?，例如轉(zhuǎn)向、加速和制動(dòng)。(來(lái)自iothome.com)此外，物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集的信息，包括實(shí)際路徑、交通堵塞和道路上的障礙物，并可以在物聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)之間進(jìn)行共享。這被稱為車(chē)對(duì)車(chē)通信，有助于提高駕駛自動(dòng)化。

當(dāng)今大多數(shù)汽車(chē)制造商通常使用以下三種類型的自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器：攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)。

攝像頭傳感器，它們是如何工作的

就像人類駕駛員的眼睛一樣，自動(dòng)駕駛汽車(chē)使用攝像頭來(lái)觀察和解釋道路上的物體。通過(guò)在各個(gè)角度為汽車(chē)配備攝像頭，這些車(chē)輛可以保持360°的外部環(huán)境視野，并提供周?chē)煌顩r的更廣闊畫(huà)面。如今，可以使用3D攝像頭顯示非常詳細(xì)的逼真圖像。圖像傳感器自動(dòng)檢測(cè)物體，對(duì)其進(jìn)行分類，并確定與物體的距離。例如，攝像頭可以識(shí)別其他汽車(chē)、行人、騎自行車(chē)的人、交通標(biāo)志和信號(hào)、道路標(biāo)記、橋梁和護(hù)欄。

有待改進(jìn)的領(lǐng)域

遺憾的是，攝像頭傳感器并不完美。惡劣的天氣條件，如雨、霧或雪，使攝像頭無(wú)法清楚地看到道路上的東西，從而增加發(fā)生事故的幾率。此外，通常情況下，攝像頭圖像不足以讓計(jì)算機(jī)做出正確的決定，例如，在物體顏色與背景相似或?qū)Ρ榷容^低的情況下，驅(qū)動(dòng)算法可能會(huì)失敗。

雷達(dá)傳感器，它們是如何工作的

雷達(dá)(無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距)傳感器對(duì)自動(dòng)駕駛的整體功能做出了至關(guān)重要的貢獻(xiàn)：它們發(fā)出無(wú)線電波以檢測(cè)物體并實(shí)時(shí)測(cè)量其距離和速度。短距離和遠(yuǎn)距離雷達(dá)傳感器通常部署在汽車(chē)各處，并具有不同的功能。短距離(24 GHz)雷達(dá)應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)、車(chē)道保持輔助和停車(chē)輔助，而遠(yuǎn)距離(77 GHz)雷達(dá)傳感器的作用包括自動(dòng)距離控制和制動(dòng)輔助。與攝像頭不同的是，雷達(dá)系統(tǒng)在霧天或雨天識(shí)別物體時(shí)通常沒(méi)有問(wèn)題。

有待改進(jìn)的領(lǐng)域

由于目前汽車(chē)?yán)走_(dá)傳感器只能正確識(shí)別95%的行人，不足以確保安全性，因此行人識(shí)別算法還需要進(jìn)一步改進(jìn)。此外，廣泛使用的2D雷達(dá)只能水平掃描，因此無(wú)法確定物體的高度，這可能會(huì)在橋下行駛時(shí)引起問(wèn)題。目前正在研發(fā)的3D雷達(dá)有望解決這一問(wèn)題。

激光雷達(dá)傳感器，它們是如何工作的

激光雷達(dá)(光探測(cè)和測(cè)距)傳感器的工作原理類似于雷達(dá)系統(tǒng)，唯一的區(qū)別是它們使用激光而不是無(wú)線電波。除了測(cè)量到道路上各種物體的距離之外，激光雷達(dá)還可以創(chuàng)建被探測(cè)物體的3D圖像并繪制其周?chē)h(huán)境的地圖。(來(lái)自物聯(lián)之家網(wǎng))此外，激光雷達(dá)可以配置為在車(chē)輛周?chē)鷦?chuàng)建完整的360度地圖，而不是依賴于狹窄的視野。這兩個(gè)優(yōu)勢(shì)使自動(dòng)駕駛汽車(chē)制造商(例如Google、Uber和Toyota)選擇了激光雷達(dá)系統(tǒng)。

有待改進(jìn)的領(lǐng)域

由于生產(chǎn)激光雷達(dá)傳感器需要稀土金屬，所以它們比雷達(dá)傳感器貴得多。自動(dòng)駕駛所需的系統(tǒng)成本可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)10,000美元，而Google和Uber使用的頂級(jí)物聯(lián)網(wǎng)傳感器的成本高達(dá)80,000美元。另一個(gè)問(wèn)題是，雪或霧可能會(huì)阻擋激光雷達(dá)傳感器，并對(duì)它們探測(cè)物體的能力產(chǎn)生負(fù)面影響。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)的未來(lái)

自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器在自動(dòng)駕駛中起著至關(guān)重要的作用：它們使汽車(chē)能夠監(jiān)控周?chē)h(huán)境，探測(cè)障礙物并規(guī)劃道路。結(jié)合汽車(chē)軟件和計(jì)算機(jī)，它們將使系統(tǒng)能夠完全控制車(chē)輛，從而為人們節(jié)省了大量時(shí)間來(lái)執(zhí)行更高效的任務(wù)。考慮到普通駕駛員每天在汽車(chē)上大約花費(fèi)50分鐘的事實(shí)，可以想象一下，自動(dòng)駕駛汽車(chē)對(duì)于我們所生活的快節(jié)奏世界而言，是多么的寶貴。

皮尤研究中心的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有54%的成年人擔(dān)心自動(dòng)駕駛汽車(chē)的發(fā)展，只有40%的受訪者對(duì)汽車(chē)自動(dòng)化的潛在發(fā)展感到樂(lè)觀。研究也表明，人們對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的看法和態(tài)度截然不同。毫無(wú)疑問(wèn)，自動(dòng)駕駛是一項(xiàng)復(fù)雜而有爭(zhēng)議的技術(shù)。要了解自動(dòng)駕駛汽車(chē)的安全性，重要的是弄清楚它們是如何工作的，以及哪種類型的自動(dòng)駕駛車(chē)輛傳感器可以幫助它們行駛，并識(shí)別道路上的物體以防止發(fā)生車(chē)禍。盡管自動(dòng)駕駛技術(shù)正在迅速發(fā)展，但尚無(wú)商用車(chē)輛通過(guò)自動(dòng)駕駛所需的4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。為了確保道路安全，制造商仍然需要認(rèn)真對(duì)待巨大的技術(shù)改進(jìn)領(lǐng)域。