自动驾驭轿车中的传感器有必要处理温度、照明、反射、导航乃至网络安全等多种功用应战。
据麦姆斯咨询介绍，自动驾驭为根据光子学的传感器带来了机会和应战。自动驾驭轿车需求激光雷达（LiDAR）、摄像头、雷达和超声波等许多类型的传感器，估计每年数百万的自动驾驭轿车将为这些传感器带来巨大的商场机会。
当然，与机会相伴的是，应战也许多。摄像头和激光雷达有必要高牢靠地生成安全导航所需求的数据，在各种温度、照明水平缓方针反射率下运转多年。而且，还需求在低本钱下供给这种功用，比如以消费类产品的价格，供给航天产品的质量。
上图激光雷达图画中的色彩编码反映强度，很简单看到车辆的黑色轮胎。这种功用关于自动驾驭很重要，由于道路上经常会呈现车辆需求躲避的散落轮胎
因此，激光雷达和摄像头供货商正在不断创新。假如自动驾驭轿车能够在近年内成功在群众商场闪亮上台，激光雷达和摄像头技能的前进功不可没。
Yole技能和商场剖析师Alexis Debray指出，对多种传感器的需求，源于这些不同技能的不同基本功用。“摄像头具有杰出的空间分辨率，但缺少深度信息，”他说，“雷达具有杰出的深度感知，但受限于横向空间分辨率。而激光雷达能够以中等分辨率完成两者兼具。”
Debray称，摄像头比较雷达能够供给100倍的空间分辨率。而落在两者之间的激光雷达，其分辨率约为雷达的20倍，摄像头的五分之一，填补了掩盖规模的空白。
自动驾驭运用多种类型的传感器，还有另一个原因。“那就是安全，需求从多个传感器获取自动驾驭需求的冗余信息，”Debray说。
因此，激光雷达和雷达都用于供给有关物体间隔的信息，以及物体之间间隔改变的速度信息。摄像头能够捕捉物体的色彩和其他特征。这些传感数据可用于将物体分类，例如被风吹起的塑料袋，或许需求躲避的行人或其他车辆，这些关于自动驾驭来说至关重要。摄像头还能够捕捉大街交通标志、勘探车道符号。
激光雷达现已初次装配在量产轿车中进入群众商场，虽然现在有些体系的掩盖规模和勘探间隔仍有限。可是，自动驾驭运用的激光雷达体系需求满意高的分辨率和满意远的勘探间隔，以准确感知车辆的周围环境。美国加州的激光雷达领导厂商Velodyne LiDAR首席技能官Anand Gopalan表明，这些要求对激光雷达体系提出了应战。Velodyne公司参加了全球许多自动驾驭轿车项目。
峰值功率
假定一辆自动驾驭轿车正以120公里/小时的速度在高速上行进，在前方几百米处呈现了黑色的破损轮胎。据Gopalan介绍，轮胎的反射率约为10％，在这种情况下，激光雷达投射在轮胎上的数十亿光子，只要数百个能反射回来。
“咱们需求在激光器上取得高峰值功率，”Gopalan说，“由于它能够在每次丈量间隔的脉冲中发射尽或许多的光子。而勘探器需求高灵敏度和低噪音。”
在激光雷达图画中色彩编码反映强度，车道标志会“显现”出来
这些回来的信息需求组合成间隔数据的点云，然后对其进行解读。体系或许只要一秒的时刻来履行这些操作并采纳某种举动，由于在高速上行进的轿车的刹停间隔或许需求近百米或更长。
Gopalan说，业界厂商现已开端为第一波自动驾驭轿车进行规划，估计到2022年将推出几十万辆自动驾驭轿车。他弥补说，自动驾驭所需求的传感器在功用、可扩展性和本钱方面，届时现已能够满意职业的初期要求。他猜测，跟着销量的添加，这些传感器的本钱将进一步下降。
将传感器捕捉的数据经过轿车网络发送回中央处理单元需求能耗，而剖析这些数据需求更多的能耗和核算资源。因此，降低本钱的一种途径是使传感器变得更智能，进步边际核算处理才能。
先进的CMOS图画传感器能够供给适用于新一代驾驭辅佐和自动驾驭体系的分辨率，这些图画传感器有助于方针的分类，然后完成更安全的导航
满意自动驾驭车辆需求的另一种方法是推出新技能。美国加州的激光雷达创业公司Quanergy Systems便供给了一个事例。Quanergy Systems首席履行官兼联合创始人Louay Eldada称，该公司的中心特长在于光学相控阵技能。
经过数千个光学天线元件之间的干与，该公司的芯片能够在不运用任何运动部件的情况下构成并偏转光束。据Eldada称，Quanergy的激光雷达产品比平等功用的机械式激光雷达更小、更牢靠。而且，这种体系功耗更低，能够用高帧率的低强度激光掩盖周围环境。
“这是一种红外激光束。咱们的作业波长为905 nm，由于咱们期望发射器和接收器等全部芯片都选用硅资料和工艺，”Eldada说。
多激光雷达组合运用
Eldada指出，每辆车上或许需求多个激光雷达。自动驾驭轿车有必要能够准确地“看到”周围的全部，轿车制造商期望刷新率能够到达50 fps，而单个激光雷达很难完成。假如激光雷达传感器的装置方位不影响车身规划，则意味着车辆自身将会阻挠传感器的部分视界。“因此，每辆自动驾驭轿车将需求3~5个激光雷达，”Eldada说，“其间，4个是最优的组合。因此每个激光雷达的价格需求降到数百美元区间。”
加拿大激光雷达创业公司LeddarTech则带来了另一种到达本钱和功用方针的计划。LeddarTech总裁兼首席履行官Frantz Saintellemy表明，该公司开发了自己的中心传感技能，并为客户供给如何为轿车运用构建激光雷达体系的完好处理计划。
LeddarTech根据信号收集和处理技能，能够使回来脉冲捕捉更多信息。据Saintellemy介绍，这能够用更低的本钱取得可接受的产品功用。例如，该公司的参阅规划能够运用905nm激光器和勘探器到达数百米的勘探间隔，该波长的激光器和勘探器比1550nm器材功用低，但本钱低得多。
“今日咱们挑选专心于905nm波长，由于这是现在更实践可行的技能计划，”Saintellemy说，“跟着1550nm技能变得愈加规范化，咱们能够经过挑选1550nm技能计划来明显进步咱们的产品功用。可是，现在咱们并不需求利用它来完成当时所需求的功用。”
多摄像头组合运用
据Yole称，每辆自动驾驭轿车或将配备10个以上的摄像头，而现在轿车中一般只要2~4个摄像头。更重要的是，与当今最先进的轿车比较，未来自动驾驭需求的摄像头有必要具有更低的噪声、更好的校准功用和更强壮的巩固性。
“用于自动驾驭轿车的摄像头与工厂中用于机器视觉的摄像头相似，”Debray说。
OmniVision Technologies（豪威科技）轿车营销负责人Andy Hanvey表明，摄像头的分辨率开始为2~8 MP，之后将升级到更高的分辨率。更好的成像才能能够带来许多优势。
“跟着分辨率的进步，能够使摄像头能够更远地看到并更快地检测到障碍物或风险，”Hanvey说，“越早感知风险，关于自动驾驭轿车来说非常重要。”
关于巩固耐久性的要求，一方面是由于自动驾驭车辆未来在路上行进的时刻将更长。现在，一般轿车一般每天有22~23个小时是搁置在车位上的。自动驾驭轿车或许会影响搭车同享的开展。假如是这样，运用和搁置之间的份额或许会翻转，全自动驾驭轿车每天或许要运转20多个小时。
“这要求传感器具有更高的牢靠性，就像工业或商业设备有必要比消费类设备愈加巩固、耐久，”坐落美国凤凰城的芯片制造商ON Semiconductor（安森美半导体）轿车传感部分商场营销高档主管Geoff Ballew说。ON Semiconductor是轿车图画传感器范畴的抢先供货商。
此外，牢靠性还需求网络安全。歹意进犯自动驾驭轿车或许导致丧命的成果。业界正在经过规范组织处理这个问题。Ballew表明，ON Semiconductor现已将其主张的功用归入其传感产品中。
据Ballew称，多达20种不同分辨率的摄像头终究能够装置在自动驾驭轿车中。这个数量级的摄像头能够掩盖简直全部视角，保证车辆能够充沛看到周围产生的全部情况。一起，成像有必要满意明晰，以便处理器能够将摄像头图画与其他传感器陈述的信息组合，决议并快速采纳举动。
“关键是要对轿车进行360°掩盖，视界中的任何部分都至少有一个摄像头掩盖，而且具有近间隔和远间隔掩盖规模，使轿车每个视点都有掩盖冗余。
