傳感器融合技術(shù)

簡單地說，傳感器融合就是將多個傳感器獲取的數(shù)據(jù)、信息集中在一起綜合分析以便更加準(zhǔn)確可靠地描述外界環(huán)境，從而提高系統(tǒng)決策的正確性。

傳感器各有優(yōu)劣，難以互相替代，未來要實現(xiàn)自動駕駛，是一定需要多個傳感器相互配合共同構(gòu)成汽車的感知系統(tǒng)的。不同傳感器的原理、功能各不相同，在不同的使用場景里可以發(fā)揮各自優(yōu)勢。

多傳感器融合是人工智能未來趨勢

多個同類或不同類傳感器分別獲得不同局部和類別的信息，這些信息之間可能相互補(bǔ)充，也可能存在冗余和矛盾，而控制中心最終只能下達(dá)唯一正確的指令，這就要求控制中心必須對多個傳感器所得到的信息進(jìn)行融合，綜合判斷。

隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化已成為機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢，而傳感器技術(shù)則是實現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)之一。

多傳感器融合技術(shù)理念

由于單一傳感器獲得的信息有限，且還要受到自身品質(zhì)和性能的影響，因此智能機(jī)器人通常配有數(shù)量眾多的不同類型的傳感器，以滿足探測和數(shù)據(jù)采集的需要。若對各傳感器采集的信息進(jìn)行單獨、孤立地處理，不僅會導(dǎo)致信息處理工作量的增加，而且，割斷了各傳感器信息間的內(nèi)在聯(lián)系，丟失了信息經(jīng)有機(jī)組合后可能蘊含的有關(guān)環(huán)境特征，造成信息資源的浪費，甚至可能導(dǎo)致決策失誤。為了解決上述問題人們提出了多傳感器融合技術(shù)。

多傳感器融合又稱多傳感器信息融合，有時也稱作多傳感器數(shù)據(jù)融合，于1973年在美國國防部資助開發(fā)的聲納信號處理系統(tǒng)中被首次提出，它是對多種信息的獲取、表示及其內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行綜合處理和優(yōu)化的技術(shù)。它從多信息的視角進(jìn)行處理及綜合，得到各種信息的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，從而剔除無用的和錯誤的信息，保留正確的和有用的成分，最終實現(xiàn)信息的優(yōu)化，也為智能信息處理技術(shù)的研究提供了新的觀念。

多傳感器融合技術(shù)有多精確

簡單的傳感器融合不外乎就是每個傳感器的數(shù)據(jù)能大致在空間跟時間上能得到對齊。而整個多傳感器融合技術(shù)的核心就在于高精度的時間以及空間同步。精度到什么量級呢？

舉個栗子，比如時間上能得到10的-6次方，空間上能得到在一百米外3到5厘米的誤差，這是一個典型的技術(shù)指標(biāo)。

當(dāng)然，多傳感器同步技術(shù)的難度與時間和空間的要求是一個指數(shù)級的增加。在百米外能得到3cm的空間精度，換算成角度是0.015度左右。

大家也知道在無人駕駛當(dāng)中，毫米波雷達(dá)、相機(jī)、激光雷達(dá)和超聲波都是完全不同的傳感器，讓他們在時域跟空域上得到這樣的精度是非常難的，需要對機(jī)器人技術(shù)以及機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化技術(shù)有非常深的理解。

自動泊車、公路巡航控制和自動緊急制動等自動駕駛汽車功能在很大程度上也是依靠傳感器來實現(xiàn)的。

多傳感器融合技術(shù)使用方式

重要的不僅僅是傳感器的數(shù)量或種類，它們的使用方式也同樣重要。目前，大多數(shù)路面上行駛車輛內(nèi)的ADAS都是獨立工作的，這意味著它們彼此之間幾乎不交換信息。只有把多個傳感器信息融合起來，才是實現(xiàn)自動駕駛的關(guān)鍵。

現(xiàn)在路面上的很多汽車，甚至是展廳內(nèi)的很多新車，內(nèi)部都配備有基于攝像頭、雷達(dá)、超聲波或LIDAR等不同傳感器的先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）

這些系統(tǒng)的數(shù)量將會隨著新法案的通過而不斷增加，例如在美國，就有強(qiáng)制要求安裝后視攝像頭的法案。此外，諸如車險打折優(yōu)惠和美國公路交通安全管理局（NHTSA）、歐洲新車安全評鑒協(xié)會（Euro-NCAP）等機(jī)構(gòu)做出的汽車安全評級正在使某些系統(tǒng)成為汽車的強(qiáng)制功能；另一方面，這也助長了消費者對它們的需求。

ADAS如何實現(xiàn)突破限制

目前，大多數(shù)路面上行駛車輛內(nèi)的ADAS都是獨立工作的，這意味著它們彼此之間幾乎不交換信息。（沒錯，某些高端車輛具有非常先進(jìn)的自動駕駛功能，不過這些功能還未普及）。后視攝像頭、環(huán)視系統(tǒng)、雷達(dá)和前方攝像頭都有它們各自的用途。通過將這些獨立的系統(tǒng)添加到車輛當(dāng)中，可以為駕駛員提供更多信息，并且實現(xiàn)自動駕駛功能。不過，你還可以突破限制，實現(xiàn)更多功能——參見圖1。