自動(dòng)駕駛離不開感知層、控制層和執(zhí)行層的相互配合。攝像頭、雷達(dá)等傳感器獲取圖像、距離、速度等信息，扮演眼睛、耳朵的角色。

控制模塊分析處理信息，并進(jìn)行判斷、下達(dá)指令，扮演大腦的角色。車身各部件負(fù)責(zé)執(zhí)行指令，扮演手腳的角色。而環(huán)境感知是這一切的基礎(chǔ)， 因此傳感器對(duì)于自動(dòng)駕駛不可或缺。

三大重要傳感器

攝像頭：智能駕駛之慧眼

車載攝像頭是實(shí)現(xiàn)眾多預(yù)警、識(shí)別類 ADAS 功能的基礎(chǔ)。在眾多 ADAS 功能中，視覺影像處理系統(tǒng)較為基礎(chǔ)，對(duì)于駕駛者也更為直觀，而攝像頭又是視覺影像處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)， 因此車載攝像頭對(duì)于自動(dòng)駕駛必不可少。

攝像頭可實(shí)現(xiàn)的 ADAS 功能

以上眾多功能都可借助攝像頭實(shí)現(xiàn)，有的功能甚至只能通過攝像頭實(shí)現(xiàn)。

車載攝像頭價(jià)格持續(xù)走低，未來單車多攝像頭將成為趨勢(shì)。攝像頭成本相對(duì)低廉，價(jià)格也從 2010 年的 300 多元持續(xù)走低，到 2014 年單個(gè)攝像頭價(jià)格已降低至 200 元左右，易于普及應(yīng)用。

根據(jù)不同 ADAS 功能的要求，攝像頭的安裝位置也不盡相同。按攝像頭的安裝位置不同，可分為前視、側(cè)視、后視和內(nèi)置四個(gè)部分。未來要實(shí)現(xiàn)全套 ADAS 功能，單車需配備至少 5 個(gè)攝像頭。

前視攝像頭

前視攝像頭使用頻率最高，單一攝像頭可實(shí)現(xiàn)多重功能。如行車記錄、車道偏離預(yù)警、前向碰撞預(yù)警、行人識(shí)別等。前視攝像頭一般為廣角鏡頭，安裝在車內(nèi)后視鏡上或者前擋風(fēng)玻璃上較高的位置，以實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)的有效距離。

側(cè)視攝像頭代替后視鏡將成為趨勢(shì)。由于后視鏡的范圍有限，當(dāng)另一輛在斜后方的車位于這個(gè)范圍之外就“隱身”，因?yàn)槊�區(qū)的存在，大大增加了交通事故發(fā)生的幾率。而在車輛兩側(cè)加裝側(cè)視攝像頭可以基本覆蓋盲區(qū)，當(dāng)有車輛進(jìn)入盲區(qū)時(shí)，就有自動(dòng)提醒駕駛員注意。

全景泊車系統(tǒng)

全景泊車系統(tǒng)通過安裝在車身周圍的多個(gè)超廣角攝像頭，同時(shí)采集車輛四周的影像，經(jīng)過圖像處理單元矯正和拼接之后，形成一副車輛四周的全景俯視圖，實(shí)時(shí)傳送至中控臺(tái)的顯示設(shè)備上。

駕駛員坐在車中即可以“上帝視角”直觀地看到車輛所處的位置以及車輛周報(bào)的障礙物。

車載攝像頭應(yīng)用廣泛且價(jià)格相對(duì)低廉，是最基本最常見的傳感器。相對(duì)于手機(jī)攝像頭，車載攝像頭的工況更加惡劣，需要滿足抗震、防磁、防水、耐高溫等各種苛刻要求。制造工藝流程復(fù)雜，技術(shù)難度高。

特別是用于ADAS功能的前視攝像頭，涉及行車安全，可靠性必須非常高。因此車載攝像頭的制造工藝也更加復(fù)雜。

車載攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈

在成為整車廠商的一級(jí)供應(yīng)商之前，需經(jīng)過大量不同種類的嚴(yán)格測(cè)試。但是一旦進(jìn)入整車廠商的一級(jí)供應(yīng)商體系就會(huì)形成很高的壁壘，很難被替代，因?yàn)楦鼡Q供應(yīng)商的成本太高，重新更換供應(yīng)商就意味著整車廠商要再次進(jìn)行復(fù)雜的測(cè)試。

全球視覺系A(chǔ)DAS龍頭Mobileye從1999年成立就開始研發(fā)視覺處理系統(tǒng)，但在2007年搭載Mobileye產(chǎn)品的車型才上市，從研發(fā)到正式進(jìn)入前裝市場(chǎng)，用了八年的時(shí)間。但成為眾多整車廠商的一級(jí)供應(yīng)商后，Mobileye已成為這一領(lǐng)域絕對(duì)的寡頭。

自從其公司2014年上市至今，與其他公司競(jìng)逐各大汽車廠商的智能汽車安全設(shè)備招標(biāo)時(shí)，Mobileye的成功率幾乎是百分之百。

毫米波雷達(dá)：ADAS 核心傳感器

毫米波的波長(zhǎng)介于厘米波和光波之間， 因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)：

1）同厘米波導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭具 有體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高的特點(diǎn)；

2）與紅外、激光等光學(xué)導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，具有全天候全天時(shí)的特點(diǎn)；

3）性能穩(wěn)定，不受目標(biāo)物體形狀、顏色等干擾。毫米波雷達(dá)很好的彌補(bǔ)了如紅外、激光、超聲波、 攝像頭等其他傳感器在車載應(yīng)用中所不具備的使用場(chǎng)景。

毫米波雷達(dá)的探測(cè)距離一 般在 150m－250m 之間，有的高性能毫米波雷達(dá)探測(cè)距離甚至能達(dá)到 300m，可以滿足汽車在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)探測(cè)較大范圍的需求。與此同時(shí)，毫米波雷達(dá)的探測(cè)精度較高。

毫米波雷達(dá)應(yīng)用于自適應(yīng)巡航

這些特性使得毫米波雷達(dá)能夠監(jiān)測(cè)到大范圍內(nèi)車輛的運(yùn)行情況，同時(shí)對(duì)于前方車輛的速度、加速度、距離等信息的探測(cè)也更加精準(zhǔn)，因此是自適應(yīng)巡航（ACC）、自動(dòng)緊急剎車（AEB） 的首選傳感器。

目前 77GHz 毫米波雷達(dá)系統(tǒng)單價(jià)大約在 250 歐元左右，高昂的價(jià)格限制了毫米波雷達(dá)的車載化應(yīng)用。

激光雷達(dá)：功能強(qiáng)大

激光雷達(dá)性能精良，是無人駕駛的最佳技術(shù)路線。激光雷達(dá)相對(duì)于其他自動(dòng)駕駛傳感器具有非常優(yōu)越的性能：

分辨率高。激光雷達(dá)可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率，這意味著激光雷達(dá)可以利用多普勒成像技術(shù)獲得非常清晰的圖像。

精度高。激光直線傳播、方向性好、光束非常窄，彌散性非常低，因此激光雷達(dá)的精度很高。

抗有源干擾能力強(qiáng)。與微波、毫米波雷達(dá)易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同，自然界中能對(duì)激光雷達(dá)起干擾作用的信號(hào)源不多，因此激光雷達(dá)抗有源干擾的能力很強(qiáng)。

激光雷達(dá)的空間建模

三維激光雷達(dá)一般安裝在車頂， 可以高速旋轉(zhuǎn)，以獲得周圍空間的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，從而實(shí)時(shí)繪制出車輛周邊的三維空間地圖。同時(shí)，激光雷達(dá)還可以測(cè)量出周邊其他車輛在三個(gè)方向上的距離、速度、加速度、角速度等信息，再結(jié)合 GPS 地圖計(jì)算出車輛的位置，這些龐大豐富的數(shù)據(jù)信息傳輸給 ECU 分析處理后，以供車輛快速做出判斷。

激光雷達(dá)車用方案：

以地圖為中心：以 Google 和百度為代表的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的無人駕駛是以地圖為中心， 主要原因在于激光雷達(dá)可以為這些公司繪制高精度地圖。

以汽車為中心：對(duì)大多數(shù)車企而言，他們更想要一款專為汽車量身定制的激光雷達(dá)產(chǎn)品。

百度自動(dòng)駕駛汽車上的激光雷達(dá)

首先，和測(cè)繪專用的笨重“大花盆”相比，小型激光雷達(dá)和汽車更配，為了兼顧美觀和風(fēng)阻系數(shù)，自動(dòng)駕駛汽車與普通汽車不應(yīng)該在外觀上有任何差別，激光雷達(dá)盡量要被做成小體積直接嵌入車身，這就意味著要將機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件做到最小甚至拋棄。

因此車用激光雷達(dá)沒有選用大體積旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，而是在制作工藝上，將旋轉(zhuǎn)部件做到了產(chǎn)品內(nèi)部。例如 Ibeo 的激光雷達(dá)產(chǎn)品 LUX，改為固定激光光源，通過內(nèi)部玻璃片旋 轉(zhuǎn)的方式改變激光光束方向，實(shí)現(xiàn)多角度檢測(cè)的需要。

而Quanergy 旗下產(chǎn)品 S3 是一款全固態(tài)產(chǎn)品，使用了相位矩陣新技術(shù)，內(nèi)部不存在任何旋轉(zhuǎn)部件。

不過，好東西都很貴。激光雷達(dá)單價(jià)以萬為單位，高昂的價(jià)格讓其難以市場(chǎng)化。