本文首先介绍了传感器排列策略在高级驾驶辅助系统中的重要性，并提出了高级驾驶辅助系统传感器的种类，包括前视智能摄像头、前视-正向和侧向毫米波雷达（77GHz/22GHz）、超声波雷达和环视摄像头，简要说明各传感器的性能特点。然后，以目前某量产供应商的方案为例，详细介绍了不同传感器的性能参数，包括检测距离、检测范围以及对外部布局环境的要求。介绍单独搭载不同传感器的车辆可以实现的功能，以及针对不同驾驶辅助级别、不同功能组合的不同传感器的融合策略。最后介绍了如何在车辆上合理安装不同的传感器，根据性能要求和要达到的探测距离冗余度提出具体的实施方案，并对其布局要求进行了详细分析。简称随着科技的进步和自动驾驶技术的飞速发展，越来越多的汽车配备了先进的驾驶辅助系统或辅助驾驶系统。自动驾驶汽车在SAEJ3016TM自动驾驶级别中被归类为Level5自动驾驶。自动驾驶使用多种传感器（超声波雷达、毫米波雷达、智能摄像头、高清/标清摄像头、激光雷达等），WangTian等人。功能介绍。袁秀珍围绕自动驾驶汽车传感器技术产业进行了分析，阐述了激光雷达、摄像头、超声波传感器等重要零部件的硬件应用。在实现自动驾驶的发展价值链中，传感器零部件的发展是主要集中在国内外汽车零部件供应商，而整车功能集成则由主机厂完成。张延勇等人提出了一种基于多模态融合的自动驾驶感知融合算法。许多工程师倾向于专注于算法开发和系统设计，但经常会发生传感器硬件和软件策略的成功应用在某些主机上却没有效果的情况。在工厂模型上效果很好，但在主机厂其他部分效果一般，甚至适得其反。这是因为在自动驾驶的研发中，每一个环节的考虑都是必不可少的。作为一个闭环开发，一个好的算法是建立在传感器前端感知的精确检测基础上的。各种硬件传感器对传感器的检测性能有不同的要求，而检测性能最重要的一点是传感器的位置和布局。方式。本文针对自动驾驶中应用较多的传感器的检测性能特点，对布局方法进行了简要介绍。高级驾驶辅助系统传感器简介高级驾驶辅助系统（AdvancedDrivingAssistanceSystem，ADAS）是在汽车行驶过程中，利用传感器实时感知周围环境，采集数据，感知融合，并对其进行决策分析。感知数据，最终使车辆控制并警告驾驶员。摄像头可以获得包括物体颜色、形状、材质等丰富的环境信息，2D计算机视觉取得了长足的进步。该领域在信号光检测、物体分类等方面有很多先进的算法。毫米波雷达可以获取准确的距离信息，穿透能力强，可以抵抗天气和环境变化的影响，可以实现远距离感知和检测。目前，量产自动驾驶汽车上的传感器有4种，数量为22个（表1）。前视智能摄像头：常用的有单目、双目、三目。它们主要用于中远距离场景。它们可以识别清晰的车道线、交通标志、障碍物和行人，但对光照、天气等条件敏感，需要复杂的算法支持，对处理器的要求比较高。表1高级驾驶辅助系统传感器分类毫米波雷达：主要有两种类型：24GHz雷达用于近距离和中距离，77GHz雷达用于远程。毫米波雷达可以有效提取景深和速度信息，识别障碍物，具有一定的穿透雾、烟、尘的能力。但在复杂环境障碍物的情况下，由于毫米波依赖声波定位，声波会出现漫反射，导致漏检率和错误率都比较高。超声波雷达：主要用于近距离场景，发送超声波并接收反射的超声波信号，并将检测结果发送给控制器。超声波的能量消耗比较慢，穿透力强，测距方法简单，成本低。但是，它在速度较高时测距有一定的局限性。汽车在高速行驶时，超声波测距跟不上汽车距离的实时变化，误差较大。超声波散射角大，方向性差。测量远处目标时，回波信号会比较弱，影响测量精度。但是，在近距离的测量中，超声波测距传感器具有很大的优势。环视摄像头：主要用于近距离场景，可以识别障碍物，但对光线、天气等外界条件敏感。技术成熟，价格低廉。随着技术的不断发展和进步，摄像头的像素也在逐渐增加，从最初的30万像素到现在的100万像素，未来3年200万像素的摄像头将会普及。功能配置传感器组合ADAS不同传感器的组合可以实现不同的功能。上面介绍的22个传感器全部安装在车内，可以实现ADASL1/L2/L3。下面介绍详细的子功能。前向智能摄像头和前向毫米波雷达前向智能摄像头实现AEB-C（自动紧急制动-汽车）、LDW（车道偏离警告）、LKA（车道保持辅助）、TSR（交通标志识别）)，实现L1级高级驾驶辅助。实际路况检测准确（如车道线、隧道、匝道、限速等），但距离检测不准确。其代表性性能参数如表2所示。表2MobileyeEYEQ3前向毫米波雷达（77GHz）部分性能参数实现ACC（自适应巡航）、AEB-C（汽车紧急制动）、FCW（前向碰撞预警）)，实现L1级驾驶辅助。距离检测准确，但无法预测实际情况（如车道线、隧道、匝道、限速等）。其代表性性能参数如表3所示。表3AC1000部分性能参数前向智能摄像头与前向毫米波雷达融合实现ACC、AEB-C/P自动紧急制动（车/人）、LDW、LKA、TSR、TJA（堵车辅助）、ICA（智能巡航辅助），可实现L2级驾驶辅助（图1）。距离和道路信息都是融合数据，检测准确。单雷达、单摄像头与融合方案对比如表4所示。表4单雷达、单摄像头与融合方案对比图1前向智能摄像头与前向毫米波雷达的融合侧毫米-波雷达（转角雷达）侧方毫米波雷达（24GHz）实现盲点监测功能，有2种实现方式。后侧2颗毫米波雷达，实现BSD（盲点检测）、LCW（变道碰撞预警）、RCTA（后方交叉路口预警）和DOW（开门预警）功能；后侧2个毫米波雷达+前侧2个毫米波雷达，除了以上功能外，还可以实现FCTA（前方交叉路口预警），支持L2级别以上的高级驾驶辅助功能。随着科学技术的进步，侧向毫米波雷达的性能也在逐步提高，如表5所示。表5侧向毫米波雷达的部分参数及发展情况侧向毫米波雷达组合(4)，前向前置毫米波雷达（1个）、前向智能摄像头（1个）可实现L2+（或L3-）级别自动驾驶。在L2自动驾驶中，加入TJA/HWAML（高速公路驾驶辅助-多车道）、ALC（主动变道辅助）、TLC（触发式变道辅助）、ELK（紧急车道保持）、ESA（紧急转向辅助）、JA（路口辅助）、全方位预警（包括BSD/DOW/RCTA/FCTA/LCW）（图2）。可实现高速公路条件下的自动驾驶功能。图2前向摄像头、前向毫米波雷达、转角雷达融合超声波雷达根据超声波雷达近距离检测物体的特点（表6），超声波雷达可以实现PDC（后方驻车雷达）、APA（自动泊车辅助）和BSD（盲点监测）功能。四颗超声波雷达安装在后保险杠上，实现PDC功能。部分车辆在前保险杠上同时安装了4个超声波雷达（前后共8个超声波雷达），用于倒车时检测前方障碍物。前后保险杠侧面安装了四颗超声波雷达，可实现近距离盲点监测功能。同时结合前后8个超声波雷达，共计12个超声波雷达可以实现APA功能。如果在车辆侧面安装毫米波测角雷达实现BSD功能，则不需要安装侧面的超声波雷达。BSD安装超声波雷达的主要原因是其成本优势。超声波雷达的不同组合及功能如图3所示。表6超声波雷达部分参数及特性图3超声波雷达方案布局环视摄像头AVM（全景监控视频系统）通过采集车辆周围环境数据前后左右四个图像传感器（环视摄像头），将图像通过CVBS（标清）/LVDS（高清）传送到全景图像控制器。如果后排只安装一个摄像头，就可以实现倒车影像功能。如果前后左右同时安装4个摄像头，通过对4个摄像头的输入图像进行扭曲裁剪，将4个视图和2D顶视图效果融合，3D旋转效果（高清解决方案）整合，最后通过MP5展示。环视摄像头的一些重要参数如表7所示，其布局如图4所示。传感器整车布局融合高级驾驶辅助系统不同传感器的组合布置需要兼顾覆盖和冗余。不同传感器的感应范围各有优势和局限性。目前的发展趋势是利用传感器信息融合技术来弥补单一传感器的缺陷，提高整个智能驾驶系统的安全性和可靠性。覆盖：车体360°必须覆盖。根据重要程度，前方探测距离较长（120m），后方探测距离较短（80m），左右两边探测距离最短（20m）).为了保证安全，每个区域都需要覆盖两个或多个传感器进行相互验证，布局方案如图5所示。表7环视摄像头部分参数图4环视摄像头方案布局图5融合传感器布置图5融合传感器布置融合前雷达的安装位置根据要求设置雷达性能参数和车身外形。雷达离地高度（雷达天线轴距地面的距离）建议为50厘米，30厘米到120厘米之间是可以接受的。离地面接近30cm的高度可能存在过度地面反射干扰直接信号接收和减少检测的风险。雷达与防护罩的距离大于15mm（2倍波长，可避免复杂的近场对雷达波束的影响），小于40mm（避免雷达波交叉过大）。雷达横向位置坐标在-30cm和30cm之间。如果雷达加装前盖，对前盖也有特殊要求，如曲率半径>600mm，波束与前盖的交点厚度均匀，需要仿真轮廓等。测试，材料需要测试材料电性能，非油漆部分等。毫米波雷达波束与周围结构的距离>5毫米，车辆角度-俯仰角，偏航角，横滚角为0°，雷达FOV与车牌框距离大于15mm，避免安装车牌后影响雷达探测。如图6所示。图6.前向毫米波雷达布局图，前置摄像头最佳垂直安装位置在挡风玻璃中央，高度在1200mm以上，挡风玻璃中心线的偏差允许在10厘米以内。偏航角、横滚角和俯仰角优选为大约0°(±3°)。支架应安装在干净的玻璃区域，视角区域不能被绢印或印刷遮挡。摄像头窗口与雨刷轨道的距离大于30mm，镜头模组与挡风玻璃之间的间隙至少为1mm。开度应根据投射在每一层挡风玻璃上的视角来确定。摄像机支架和盖板应设计通风孔（开口面积大于120平方毫米），以保证空气流通。挡风玻璃上支架的位置公差通常为±1mm（定位）和±2.5°（旋转）（图7）。横向毫米波雷达（转角雷达）布局融合角雷达根据其性能参数要求和车身外形设置合理的布局位置，车身应预留布局空间。转角雷达布置高度要求：太低泥水和污垢会影响雷达，太高会增加车辆附近的盲区（可能导致超出±20°无视野），建议高度在400毫米和1毫米之间000毫米。为尽量减少盲点，雷达与车辆纵轴的夹角应在30°～45°之间，雷达与车辆水平面的夹角最好控制在90°。雷达FOV的视野范围内没有金属、脊、多层结构或材料。FOV和盖子之间的最大角度为70°。盖子必须是平的，曲率必须大于350毫米。图7前置摄像头布局示意图超声波雷达布局Fusion为实现APA功能，全车需布置12个超声波雷达，布局数量较多。超声波雷达传感器安装在支架上，与保险杠蒙皮粘接固定。为了最大程度满足探测要求，超声波雷达布局提出了具体要求，见图8。布局的具体要求包括：避免将雷达放置在汽车保险杠凹陷的表面，避免拍照干扰雷达探测区域，远离热源排气管、大功率灯具等。图8超声波雷达布局需要环视摄像头AVM环视系统，车身前后左右共需布置4个摄像头。前置摄像头安装在靠近前格栅的区域。后置摄像头安装在后门牌照灯或附近区域。左右摄像头需要安装在后视镜外壳的底部，并且需要在左右后视镜上预留一个摄像头孔，以方便左右摄像头的安装。摄像头排列时应进行光学标定，保证相邻摄像头的图像有足够的重叠，在摄像头1°的装配误差范围内，应能保证图像无黑边拼接，盲区不能超过企业标准要求。为了防止全景图像因拍摄图像发生变化而无法拼接，相机应具有防旋转定位结构。前后摄像头布置要求：车辆满载时，离地高度≥600mm；距中心面的距离≤50mm，建议放置在中心面上；视轴平行于车辆的XZ平面；视轴与车辆Z轴的夹角建议为45°至75°，光轴与地线交点距离车身最外侧1000-2000mm;盲区视野≤200mm；摄像机垂直视场为3000mm，可完整看到地面上3000mm高度的物体。图9显示环视摄像头（正面）的布局要求。图9环视摄像头布局要求（前）左右摄像头布局要求（在后视镜上）：在摄像头的前视图中，视角与垂直线的夹角建议为为20-25°；视角与垂直线的夹角建议为1.5-5°°；安装高度大于900mm；主体突出距离大于100毫米；视野需要覆盖车辆前后10m的位置，且10m的视线与后视镜外壳下缘的距离大于1mm，前后5m视线与光轴的夹角均小于85°，且5m视线与后视镜外壳下缘的最小距离大于1.2mm；摄像头突出小于5毫米（可调）。高级驾驶辅助系统的传感器除了要保证检测范围的覆盖冗余外，还必须满足实际安装中各个传感器和车辆的安装条件。本文介绍的传感器布局参数是基于某型号和特定供应商传感器产品的总结融合。不同的传感器供应商在布局要求上略有不同。在实际车辆布局过程中，应结合供应商提供的布局要求，以及车辆的布局和造型进行适应性调整。
