本文节选自《一本书看懂无人驾驶》,新书预计年底出版
人类大脑中约80%的知识和记忆来源于眼睛,有人说,没有眼睛就没有人类文明。
无人驾驶汽车,也需要有“眼睛”来认清路况和感知周围环境,这里介绍无人驾驶重要的视觉传感器——摄像头。
摄像头,英文名称Camera,也译为相机,是一种通过对拍摄到的图像进行处理,计算出特征,并输出数据和判断结果的视觉传感器。
无论是汽车前装市场,还是后装市场,摄像头类的产品可以说是花样繁多,琳琅满目,早已经被我们熟知。
工作原理:与人眼类似
下图为摄像头的工作原理:
摄像头工作原理
目标物体通过镜头生成光学图像,投射到图像传感器上;
图像传感器根据像素分布、亮度、颜色等信息,将光信号转换为可供计算机处理的数字信号;
数字信号处理器对这些信号进行运算来抽取目标的特征(面积、重心、长度、位置等),完成图像中的物体的分类和识别。
摄像头的成像机理与人眼最为相似,如图所示:
摄像头和人眼的结构
瞳孔和晶状体是成像的重要部件,可以将外界物体的图像信息成像在视网膜上。瞳孔改变大小可以改变进入眼睛的光通量,晶状体是一种变折射率的光学器件,可以改变成像的焦距;
视网膜能感受颜色和光强,将图像信息转换为电信号;
而视觉神经能将电信号传输进大脑神经中枢,最终形成视觉。
某种程度上讲,摄像头类似于人类的眼睛:
镜头类似于瞳孔和晶状体,镜头上的光圈(瞳孔)可调节进入摄像头的光通量,也可通过调节镜片间的距离来改变焦距(晶状体);
而图像传感器相当于视网膜,能将光信号转换为电信号;
数字信号处理器,类似于视觉神经系统,可对获取的图像信息进行处理加工。
“上帝视角”,摄像头的分类和功能
摄像头按照安装位置可以分为前视、后视、环视和内置四类。
前视摄像头的使用频率最高,需要实现车道、障碍物、行人、交通标志、交通信号灯识别,以及测距和跟踪等多重功能。
前视摄像头一般采用广角镜头,安装在车内后视镜上或者前挡风玻璃较高位置,以实现较远距离探测。
后视摄像头主要用于倒车预警和后车防碰撞,一般安装在后挡风玻璃或者后尾箱上;
而内置摄像头主要用于车内人员状态的监测。
环视摄像头一般安装在车辆的前方、左右后视镜下以及车辆后方,朝向地面,采用四个鱼眼镜头,对四个方向的图像进行拼接,可实现从车顶往下看的效果,被称为“上帝视角”。
上帝视角
“上帝视角”可实现车身5~10米内的障碍物检测以及自主泊车时库位线准确识别。
2022-11-09 10:45
2022-10-24 18:13
2022-10-21 16:35
2022-05-26 15:59
2022-05-26 15:54
2022-04-27 10:30
2022-04-27 10:29
2022-04-06 10:51
2022-01-24 15:27
2022-01-12 09:47