大赢家最新网址_无人驾驶上路,究竟离我们有多远?从一个汽车核心部件说起

2020-01-08 15:10:59 

大赢家最新网址_无人驾驶上路,究竟离我们有多远?从一个汽车核心部件说起

大赢家最新网址,1930年代诞生的一种国防高科技,几十年后正深度影响着我们的生活,它,就是雷达。

今天,飞春读传就以雷达的前世今生为例,说说历史带给我们当下生活的变化。

雷达出现之前,这样听声音探测飞行物

雷达,其实与“雷”无关,只是英文单词 radar 的音译,全称为“radio detection andranging”,无线电探测和测距。

顾名思义,就是用无线电波探测前方物体的一种科学技术。

其工作原理,就是通过电子设备发送特定波段的无线电波(脉冲),物体对电波均有反射功能,根据电波反射轨迹,人们对物体的大概形状就有了探知。

再依据电波速度和频率进行计算,人们还可以获知物体的距离,以及移动速度等信息。

这个黑科技,最初是在20世纪初发现。但由于其商业价值不大,在它诞生的二三十年里,没有被广泛应用,也不被人熟知。

雷达工作原理

雷达工作原理

1930年代初,战争阴云笼罩欧洲。英国首相丘吉尔访问德国,发现德国飞机工业正快速发展,希特勒疯狂扩军备战,对隔海相望的英国是巨大威胁。

回国后,丘吉尔加紧研究防御策略。

军方人员给出 3 个方案:要么生产更多更先进的飞机,要么通过谈判限制德国武备,要么提升本土防御。

结合实际,丘吉尔发现还是第三条比较可行,于是成立了英国防空科学调查委员会。

委员会找到电气工程师罗伯特沃森·瓦特,请他为国出力,研究对德国飞机威胁的破题。

实战需要紧催科研步伐。

1935年2月,瓦特在实验中,用bbc广播站无线电波,成功“逮住”了一架8英里外飞行的“黑福德”轰炸机。 这,就是军事雷达的诞生。

早期的雷达

翌年,根据瓦特的发明,英国迅速投入,建造了7座基站,打造侦测敌机的“链向雷达网”。

这,标志着雷达在军事国防上的正式运用。

雷达投入实战的典型案例,是1940年的大不列颠空战。

此战,德国对英国飞机以2:1的空中优势,拟对英国皇家空军实施灭绝式轰炸,史称“海狮行动”。

但英国此时已经未雨绸缪,成立了雷达部队,打造了严密的雷达防御网,所以,德军的每次出击,英军都能提前预知德机方位,实施精准拦截打击。

最终,德军行动破产,英国以弱胜强,此战载入史册,成为二战雷达运用的经典之战。

英德空战

战争是重大科技的助产士。

历史告诉我们,科技总是在实战需要中迅速迭代升级。

从大片工业基地式的“链向网”,到可移动的雷达车,从飞机机头上龙虾须一般的雷达天线,到 铁盒子一般大小的八木雷达天线,可以说,雷达的每次升级,都悄然改变着战争、战术和战局。

战后和平时期,雷达从军用发展到民用,产生了用于观测雾霾的气象雷达、用于医学的多普 勒雷达、用于工程的探地雷达、用于检测农田植物生长的测绘雷达等。

无论哪种雷达 ,其工作原理都一样,都是用光或波的“回音”,来探测前方物体信息。

如今,雷达已经悄然走入我们的现代生活,比如我们每天开车都在用的车用雷达,借助大数据,正在帮助我们实现无人驾驶。

无人驾驶分为 5 个等级,每一等级的核心,都是精确的雷达技术在支撑。

二战的雷达使用

在这里不妨展开说下,无人驾驶汽车的雷达,与我们现在的倒车雷达,还不是一个“血统”。

倒车雷达,就是我们爱车前后保险杠上镶嵌的像扣子一样的“眼睛”,只是一种超声波雷达。

其成本低,广为使用。但监测距离短,不精确,且受湿度温度影响。所以不能用在高速行驶 的汽车上进行监测,只能用于泊车辅助,对障碍物监测个七八分就ok了。

倒车雷达

另外一种是红外雷达,就是利用红外线进行监测,它可以实现夜晚的有效监测。但缺点是数据不精准,距离不远,只能大概感知前方物体,且在太阳光下易受红外光的干扰。

最精准的可谓激光雷达,它可以收集到物体的精准轮廓。但它也有弱点,对光学设备要求较 高,需要大量的计算。

且如果用于汽车,其设备压缩改造成本较大。所以真正车载商用,目前并不现实。

激光雷达

目前最适用的,就是“77ghz毫米波雷达”。它以4毫米的电磁波进行不间断的测距和探测,可以精确探知前方物体轮廓,分清是人是物,是静还是动,是高速还是低速。

不过,由于这一系列计算也需要高性能处理器,成本自然不菲,所以毫米波雷达一般都配备在高级轿车上。

再说无人驾驶。

汽车无人驾驶技术,根据美国国家公路交通安全管理局标准,分为5级,级别越高自动驾驶能力越强:

level0 级,车上不存在任何的自动驾驶技术。

level1 级,出现了像acc自适应巡航等安全系统,驾驶员依然需要去驾驶车辆。

level2 级,自动驾驶技术就可短暂接管一些驾驶任务,眼和手可短暂获得休息,但仍需做好

随时接管驾驶任务的准备。

level3 级,有条件的自动驾驶,车辆几乎可以独立完成全部的驾驶操作,但驾驶员还是要有意识地准备随时接管驾驶任务。

level4 级,完全自动化无人驾驶,只需要输入起点终点信息就可自动上路,无须司机或乘客 干预。

可见当前上路行驶的汽车,大多尚停留在 level1 的标准中,且自动巡航也只在中高级车上配 备。

无人驾驶分级

不过,随着科技的迅速更新迭代,无人驾驶势必成为最吸引人的变革之一。

比如刚刚上市的全新第12代卡罗拉,其最亮的一个高科技,就是全系标配了最新的丰田智行安全系统(tss2.0),具备level2自动驾驶的核心功能。

其原理,就是运用毫米波雷达,对前方车辆实现动态、精确的探测,配上高清摄像头和高性 能处理器,能够实现自动调整方向使车辆居车道中央行驶,以及堵车时自动跟车、刹车、跟 车。

这样的功能,在驾驶员监控道路的情况下,其实驾驶已经可以解放手脚了。

值得一提的是,这样具备level2无人驾驶核心功能的丰田智行安全系统,一般只是配备顶配车型或者豪华品牌如lexus等车辆上,此次丰田在全新第12代卡罗拉上全系配备,可见其技术已经非常成熟,无人驾驶正迅速走入寻常百姓家。

全新第十二代卡罗拉的毫米波雷达技术

科技改变生活,1930年代诞生的雷达黑科技,几十年后惠及无人驾驶,这或许是历史带给我们最实惠的东西。

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文献参考:

刘少山 唐洁 吴双 李力耘《第一本无人驾驶技术书》 电子工业出版社 2017 年

诺曼·罗斯 李家真《丘吉尔传》人民文学出版社 2011 年

极光《雷达对抗——二战中的障眼法与明目术》兵器 2015 年第 11 期

贡献《八木秀次与电视电线》电气时代 1983-09-16

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