无人驾驶中常用的主要传感器及其作用

近年来，随着无人驾驶技术的飞速发展，无人车已经成为不可忽视的未来出行方式。一辆无人车通常装备有许多不同类型的主传感器，它们各自有不同的优劣，因此需要将来自不同传感器的数据有效地进行融合。以下是目前无人驾驶中普遍使用的几种传感器。

首先是GPS/IMU传感器系统。该系统通过高频率的全球定位和惯性更新数据来帮助无人车完成自我定位。GPS是一个相对准确的定位传感器，但其更新频率过低，仅为10Hz，不能提供足够实时的位置信息更新。而IMU的准确度会随着时间降低，在长时间距离内不能保证位置更新的准确性。然而，IMU具有较高的实时性，其更新频率可以达到200Hz甚至更高。通过将GPS与IMU整合在一起，我们可以为车辆提供既准确又实时的位置更新。

其次是激光雷达（LIDAR）。激光雷达可以绘制地图、定位和避障。由于雷达的准确率非常高，因此在无人车设计中通常被作为主传感器使用。激光雷达利用激光与被探测物相互作用的光波信号来完成遥感测量。它可以生成高精度地图，并用于移动车辆的定位以及避障。例如，Velodyne的64束激光雷达可以每秒完成10次旋转，并达到130万次读数。

第三种传感器是摄像头。摄像头广泛应用于物体识别和追踪等场景，如车道线检测、交通灯检测和人行道检测。为了增强安全性，无人车通常配备至少八个摄像头，分别从前、后、左、右四个方向完成物体发现、识别和追踪等任务。这些摄像头通常以60Hz的频率工作，当多个摄像头同时工作时，会产生高达1.8GB每秒的庞大数据量。

最后是雷达和声呐系统。雷达通过发射电磁波并接收反射波，提取关于目标物体的距离、速度、方位等信息。雷达和声呐系统是避障的最后一道保障，用于表示车前方最近障碍物的距离。一旦系统检测到前方有障碍物出现，无人车会立即启动紧急刹车以完成避障。为了保证实时性和可靠性，雷达和声呐系统产生的数据通常直接被控制处理器采用，并不需要主计算流水线的介入，从而实现转向、刹车或预张紧安全带等紧急功能。

综上所述，无人驾驶中采用的主要传感器包括GPS/IMU、激光雷达、摄像头以及雷达和声呐系统。这些传感器各自有其独特的作用，通过融合它们的数据，可以为无人车提供准确、实时且全面的环境感知能力，提高无人驾驶的安全性和可靠性。