第2章 无人驾驶车辆及其传感器系统

事故发生前后双方驾驶路线图
红色：特斯拉 轨迹 蓝色：纯白拖车轨迹
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4.2、原因分析
1）Tesla 使用的前向视觉感知系统eyeq3 只能识别前车尾部。
2）AEB是专门为防止汽车追尾碰撞而设计 的。不针对侧面撞车。
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4.2、原因分析
3） Tesla体型较小，雷达的安装位置约0.4米；挂车底盘高约1.2米，橙色区 域8.8米长。--该区域是雷达的盲区，雷达可能对挂车的未识别。
Waymo无人驾驶汽车在美国25个城市中累 计测试行驶里程已经超过了400万英里，
无人驾驶车队使用的雷达、激光雷达和 视觉系统都实现了由公司自主设计。
Waymo无人车
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5.2、谷歌无人车传感器的布设
无论是在白天还是夜晚，都能实行360°监控，视野面积可达3个足球场。
激光雷达 毫米波雷达 视觉传感器 辅助传感器
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1、从无人车挑战赛说起
Boss无人车所配备的传感器
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Hale Waihona Puke Baidu 2
体验“无人驾驶”
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3
无人车自主等级
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SEA级别 0 1
名称 2 无人驾描驶述性定车义 辆发展趋转向势与加减速
人类驾驶员监控驾驶环境
非自动化
所有驾驶任务都由人类驾驶员进行控制；
人类驾驶员
驾驶环境监控 人类驾驶员
注：参考尺寸中，拖头后轴和拖车前轴距离是 9.85米减去两个车轮半径即为拖车底部空间， 而估算拖车宽约3.5米
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4.2、原因分析
4） 无人车视觉系统在强光下把拖车白色车身误认为是一朵白云。
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4.2、原因分析
5） 毫米波雷达可能测算了出了前方有一个巨大的障碍物。因为挂车过大的 反射面积以及过高的车身，误判为悬挂在道路上方的交通指示牌。
完成所有其它动态驾驶任务；
自动驾驶系统监控驾驶环境
在特定驾驶模式下由自动驾驶系统完成所有
3
有条件自动驾驶 的动态驾驶任务，但期望人类驾驶员能够正
确响应请求并接管操控；
在特定驾驶模式下由自动驾驶系统完成所有
4
高度自动化
的动态驾驶任务；
自动驾驶系统能够在全时段、全路况和环境
5
全自动化
条件下完成所有动态驾驶任务
传感器原理及其在无人驾驶车辆中 的应用
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第2讲：无人驾驶车辆及其传感器系统
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• 1 从无人车挑战赛说起 • 2 体验无人驾驶 • 3 无人车自主等级 • 4 无人车事故分析与启示 • 5 无人车传感器的布设 • 6 无人车感知信息处理器 • 7 无人车传感器系统的发展新动向
激光雷达 毫米波雷达 视觉传感器
这种多层传感器系统可以无缝协同工作，绘制出整个视野的3D图像，并显示动态和静态
物体，包括行人、自行车、来往车辆、交通指示灯、建筑物和其他道路特征，是实现高
等级无人驾驶、保障乘客安全的重要基础。
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5.3、奥迪无人车传感器的布设
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4.2、原因分析
6） 所采用的多传感器融合算法存在缺陷。视觉系统认为是一朵白云, 毫米 波雷达认为是一个悬空的交通指示牌。允许互相矛盾的结果通过，感知融合 策略存在缺陷。
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4.3、给我们的启示
优化传感器的选型、车身的布置来避免故障再发； 优化多传感器信息融合算法； 车联网V2V技术的应用：此次事件中Tesla 无人车上、拖车增加V2V模块，拖车
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1、从无人车挑战赛说起
斯坦福大学的无人车Stanley
1、从无人车挑战赛说起
Overbot 无人车
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1、从无人车挑战赛说起
悉尼大学-加州伯克利大学的无人车
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1、从无人车挑战赛说起
普林斯顿大学的无人车
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1、从无人车挑战赛说起
2007 DARPA自主车挑战赛冠军Boss
系统
系统 系统 系统
人类驾驶员
人类驾驶员
部分路况和驾驶模 式
系统 系统 系统
人类驾驶员
部分路况和驾驶模 式
系统 系统
部分路况和驾驶模 式
全部路况C式a和r 情驾报驶局模
3、无人车自主等级
自动驾驶技术从自动控制（AC）到智能控制（IC）。 汽车行驶环境的复杂性、不确定性、不可预测性仍是挑战。
4
将丁字路口转弯的消息传送给Tesla 无人车， Tesla无人车提前减速让行； 现在还远未到全自主无人驾驶阶段，司机仍需随时准备接管车辆。 ……
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无人车传感器的布设
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5.1、典型无人车传感器的布设
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5.2、谷歌无人车传感器的布设
Waymo（谷歌）无人车
无人车事故的分析与启 示
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4.1、事件概况
2016年美东时间5月7号，在蓝天白云，视野开阔的道路，特斯拉无人驾 驶车全速撞上了左拐的白色拖车，穿过车底后，又撞上两个护栏。
特斯拉Model S
事发地点
纯白超长大拖车
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4.1、事件概况
2016年美东时间5月7号，在蓝天白云，视野开阔的道路，特斯拉无人驾 驶车全速撞上了左拐的白色拖车，穿过车底后，又撞上两个护栏。
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5.2、谷歌无人车传感器的布设
激光雷达系统： ➢ 高频率的短程激光雷达； ➢ 高分辨率的中程激光雷达； ➢ 长距离激光雷达。
视觉传感器系统：配备了8个 镜头，具有360°视野，在长 距离、日光和低亮度的情况下 也能很好地工作。
Car 情报局
任意方向都 被至少 3 个 传感器 覆盖
前 后 左 右 方 向 被至少5个 传感 器覆盖
系统支持的路况与
复杂动态驾驶
驾驶模式
人类驾驶员
无
辅助驾驶
在特定驾驶模式下由辅助驾驶系统根据环境 信息控制转向或加减速中的一种，并期望人 类驾驶员完成所有其它动态驾驶任务；
人类驾驶员和系 统
人类驾驶员
人类驾驶员
部分路况和驾驶模 式
在特定驾驶模式下由辅助驾驶系统根据环境
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部分自动化 信息控制转向和加减速，并期望人类驾驶员
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从无人车挑战赛说起
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1、从无人车挑战赛说起
无人驾驶车辆，又称为无人车、自主车、智能车辆、室外轮式移动机器人 等，涉及认知科学、人工智能、机器人技术与车辆工程等交叉学科，是当今 前沿科技的重要发展方向。
1995 年，卡耐基梅隆大学发制的无人车 Navlab2V 实现无人驾驶从西部 到东部横穿，是无人驾驶汽车的技术的一次飞跃。