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当矿泉水瓶来袭,无人车能走位和闪避吗?

2019-07-16

 

 

“懒”是一切科技的进步的终极动力

比如蒸汽时代,我们用蒸汽机车代替了手摇纺织机,机器代替我们工作;电器时代,电动机器代替我们工作;信息时代,计算机控制的电动机器代替我们工作。


我们发现,在这前三个时代中,人还是要参与的。但是到了智能时代,我们人类想彻底释放自己。现在的80后、90后、数字时代地原住民们说,我为什么要工作,我不想工作,我只想玩,我想彻底地解放自己。

 

所以自动驾驶和机器人等技术为了解放劳动力和发展劳动力应运而生。在可以预见的未来里,人类可以不再疲劳驾驶,也可以不从事枯燥无聊的重复性劳动了。

 

 

但是无论是机器人还是自动驾驶,处在高速的马路上还是别的环境中,都需要敏锐的”眼睛“。今天我们就来聊一聊机器是如何避障的。

 

一、蝙蝠是如何避障的

蝙蝠通常是夜间活动,它飞行时发出一种超声波,这些声波碰到昆虫会反射回来,根据回声到来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置和距离。

蝙蝠的超声定位

图片来源:https://image.

 

超声波其实就是声波的一种,因为频率高于20kHz,所以人耳听不见,并且指向性更强。

红:次声波、蓝:可听声波、绿:超声波

图片来源:https://zh.wikipedia.org/wiki

 

其实蝙蝠超声定位的原理很简单,可以简单理解为理解为路程除以时间,因为声波遇到障碍物会反射,而声波的速度已知,所以只需要知道发射到接收的时间差,就能轻松计算出测量距离。再通过观测声波频率的变化,就可以判断目标的速度了。

 

为观察到的频率;

为发射源于该介质中的原始发射频率;

为波在该介质中的行进速度;

为观察者相对于介质的移动速度,若接近发射源则前方运算符号为+号,反之则为?号;

为发射源相对于介质的移动速度,若接近观察者则前方运算符号为?号,反之则为+号。

二、事情的发展总是由粗到细
超声波测距相比红外测距,价格更加便宜,相应的感应速度和精度也逊色一些。同样,由于需要主动发射声波,所以对于太远的障碍物,精度也会随着声波的衰减而降低,此外,对于海绵等吸收声波的物体或者在大风干扰的情况下,超声波将无法工作。

所以无人车上面的那个小帽子是激光雷达(简称光达)。

无人车的眼睛——激光雷达
图片来源:https://zhuanlan.zhihu.com/p/29411764

 

激光雷达的工作原理红外发射器按照一定的角度将一束红外光束从发射光源发射出去,当红外光束遇到障碍物的时会被 反射回来,反射回来的红外光线被激光雷达内部的CCD检测器检测到, 获得一个偏移距离,进而求出发射光线与CCD检测器的夹角,最终通过三角函数运算可以得到激光雷达到障碍物的距离。

 

由于红外光束的波长介乎微波与可见光之间的电磁波,其波长在760nm至1mm之间。所以是一定会检测到飞来的矿泉水瓶的。不过是否可以规避飞来的矿泉水袭击,还要其他的控制系统配合才行,无人车的“激光眼”只负责“看到”。因为实际生活中,这种情况也很少遇到,而且这个实验的随机性比较大,难以预防和预测。


三、无人车的相关技术还有啥用?比如说“帮我们变懒?”

在军事领域,各种无人作战平台的出现使得战争的形式在发生巨大的变化,无人机、无人船、无人车都将成为未来的作战装备。地面机动无人作战平台可以深入危险的地域,昼夜不间断的执行作战任务,能够大大减少人员的损失,提高执行任务的能力,还能够去核污染等人类无法前往的特殊地带执行任务,是未来军事发展的重要方向。 

民用领域,近年来,在德国工业4.0、美国工业互联网和中国制造 2025 的大背景下,汽车的智能化已经成为汽车行业内一个热门的方向。国内外大型车企如:梅赛德斯奔驰、宝马、特斯拉、奥迪、日产、沃尔沃、上汽、吉利、比亚迪等也都正在研究或已经发布具有一定程度自动驾驶功能的汽车,并朝着更高程度智能化的方向发展,高度智能化的汽车必将给人类生活带来巨大的改变,让人们的出行更加安全,更加便捷,更加舒适。



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