自動駕駛離開硬件就是耍流氓。而硬件里面最為關鍵的也就是傳感器部件，這是自動駕駛汽車的眼鏡、耳朵，對于周圍環(huán)境信息的感知必須要精準、有效，才能給自動駕駛控制決策提供有效可靠的信息輸入，通過智能算法做出合理的路徑規(guī)劃決策，從而控制車輛的運動行駛。自動駕駛汽車是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、運動控制、多級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運用了計算機、現(xiàn)代傳感、信息融合、V2X通訊、人工智能及自動控制等技術，自動駕駛的關鍵技術依次可以分為環(huán)境感知、行為決策、路徑規(guī)劃和運動控制四大部分。

而自動駕駛關鍵的環(huán)境感知用來采集周圍環(huán)境的基本信息，也是自動駕駛的基礎。自動駕駛汽車通過傳感器來感知環(huán)境，傳感器就如同汽車的眼睛。而傳感器又分為好多種，比如攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達和激光雷達等。由于自動駕駛路線的不同，實現(xiàn)的自動駕駛等級不同，部署的傳感器種類略有差異，其中最為明顯的特征是激光雷達，由于激光雷達的高成本和穩(wěn)定性問題，以激光雷達為主要感知單元的自動駕駛技術距離落地還有很長的路要走，而各大車企為了自動駕駛領域搶占先機，選擇以攝像頭為主要感知器件的自動駕駛路線，尤其是傳統(tǒng)車企，使用該技術路線的自動駕駛車型已經實現(xiàn)L3級落地，L2級量產。

攝像頭

攝像頭可以采集圖像信息，與人類視覺最為接近。通過采集的圖像，經過計算機的算法分析，能夠識別豐富的環(huán)境信息，如行人、自行車、機動車、道路軌跡線、路牙、路牌、信號燈等，通過算法加持還可以實現(xiàn)車距測量、道路循跡，從而實現(xiàn)前車碰撞預警(FCW)和車道偏離預警(LDW)。

攝像頭在汽車領域應用廣泛，技術十分成熟，成本也非常低廉。目前，汽車攝像頭應用可分為單目、雙目及多目，安裝位置可分為前視、后視、側視、環(huán)視。目前，Mobileye在單目ADAS開發(fā)方面走在世界前列，其生產的芯片EyeQ系列能夠根據(jù)攝像頭采集到的數(shù)據(jù)，對車道線、路中的障礙物進行識別，第三代芯片EyeQ3已經可以達到L2自動駕駛水平，目前市面上ADAS系統(tǒng)裝車量最多的就是Mobileye，第四代、五代攝像頭已經面世，其中第五代攝像頭已經考慮技術開源。

優(yōu)點：技術成熟、成本低、采集信息豐富

缺點：三維立體空間感不強;收環(huán)境影響大，黑夜、雨雪、大霧等能見度低的情況，識別率大幅降低

毫米波雷達

毫米波其實就是電磁波，通過發(fā)射無線電信號并接收反射信號來測定與物體間的距離，其頻率通常介于10～300GHz頻域之間。與厘米波導引頭相比，毫米波導引頭體積小、質量輕和空間分辨率高;與紅外、激光、電視等光學導引頭相比，毫米波導引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強;另外，毫米波導引頭的抗干擾性能也優(yōu)于其他微波導引頭 。

大陸集團研發(fā)的毫米波雷達

毫米波波長(波長為1～10mm)介于微波和厘米波之間，因此毫米波雷達兼有微波雷達和光電雷達的一些優(yōu)點，非常適合汽車領域的應用：

Ⅰ.24GHz頻段：應用于汽車的盲點監(jiān)測、變道輔助;

Ⅱ.77GHz頻段：頻率比較高，這個頻段的雷達性能要高于24GHz的雷達，主要用于探測車距及前車速度，是實現(xiàn)主動剎車、自適應巡航的基礎;

優(yōu)點：導引頭體積小、質量輕和空間分辨率高;穿透霧、煙、灰塵的能力強，傳輸距離遠

缺點：元器件成本高，加工精度相對要求高;探測角度小;雨、霧和濕雪等高潮濕環(huán)境的衰減、樹叢穿透能力差

激光雷達點云

優(yōu)點：分辨率高、精度高、抗干擾能力強、3D點云技術

缺點：工藝要求高，造價昂貴;無法識別顏色圖案、文字等標識;需要很高的計算能力

全球定位系統(tǒng)(GPS)+慣性測量單元(IMU)

人類開車，從 A 點到 B 點，需要知道 A 點到 B 點的地圖，以及自己當前所處的位置，這樣才能知道行駛到下一個路口是右轉還是直行。

無人駕駛系統(tǒng)也一樣，依靠 GPS + IMU 就可以知道自己在哪(經緯度)，在朝哪個方向開(航向)，當然 IMU 還能提供諸如橫擺角速度、角加速度等更豐富的信息，這些信息有助于自動駕駛汽車的定位和決策控制。

優(yōu)點：組合導航系統(tǒng)將多種導航系統(tǒng)的信息相結合，能夠為載體提供包括姿態(tài)、速度和位置等的全姿態(tài)導航信息，輸出的導航數(shù)據(jù)頻率較高，導航信息的精度比單一的導航系統(tǒng)精度高，各種導航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行融合，達到優(yōu)勢互補，在各個導航系統(tǒng)進行淺組合時，各個系統(tǒng)不互相影響。

缺點：當進行深組合的時候，如果不能及時正確判斷并隔離掉出現(xiàn)故障的系統(tǒng)，會影響到其他系統(tǒng)的導航性能，當然，在淺組合中也需要及時判斷并隔離掉出現(xiàn)異常的導航系統(tǒng)，避免對組合導航精度造成影響，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

激光雷達

激光雷達是以發(fā)射激光束探測目標的位置、速度等信息的雷達系統(tǒng)。其工作原理是向目標發(fā)射激光束,然后將接收到從目標反射回來的回波與發(fā)射信號進行比較,經過計算分析后,就可獲得目標的有關信息,如目標距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)。

激光雷達通過旋轉感知出車輛周圍的三維空間信息

激光雷達由激光發(fā)射機、光學接收機、轉臺和信息處理系統(tǒng)等組成。目前，許多自動駕駛汽車的激光雷達安裝在車頂，通過高速旋轉對周圍進行360°掃描，獲得周圍空間的點云數(shù)據(jù)，實時繪制出車輛周邊的三維空間地圖，為下一步的車輛操控建立決策依據(jù)。而它所要處理的數(shù)據(jù)量也非常巨大，比如Velodyne的激光雷達每秒就能掃描 70 萬個3D數(shù)據(jù)點，所以激光雷達精密度高，造價可達數(shù)萬美元。

激光雷達目前是自動駕駛領域不可逾越的技術瓶頸，各個車企也都看好激光雷達在無人駕駛汽車的應用前景。在激光雷達領域，領先的公司有Velodyne、Quanergy，速騰聚創(chuàng)等，自動駕駛的火爆讓激光雷達市場競爭加劇。目前世界范圍已經發(fā)生了許多例自動駕駛傳感器探測不準確或者探測不到障礙物而造成的事故，業(yè)內已經深刻認識到傳感器對于自動駕駛技術和系統(tǒng)的重要性，相信隨著傳感器的技術迭代，激光雷達成本將會得到控制，以激光雷達為感知核心的技術路線會更加的可靠和安全。