专家探讨下一代 ADAS 与自动驾驶的最佳传感器融合方案

为辅助驾驶和全自动驾驶汽车实施感知技术是一项复杂且不断演进的挑战。专家们并未给出单一的“最佳”方案，而是指出了六大核心考量，这些因素将塑造车企在未来车型中如何集成传感器。

与会专家包括：Valeo 视觉系统与 ADAS 高级专家 Patrick Denny、Volvo Car Corp. 技术负责人 Paul-Henri Matha、Sense Media Group 董事总经理 Robert Stead、Astheimer Ltd. 设计总监 Carsten Astheimer。他们在 AutoSens Brussels 2020 虚拟会议闭幕环节讨论了合适的传感器组合，以及设计绝不能妥协安全、安全也不能妥协设计的原则。EE Times Europe 还采访了 Yole Développement 技术与市场分析师 Pierrick Boulay，了解各类传感器在汽车系统中的采用与使用情况。

确定合适的传感器数量

现代汽车已配备令人印象深刻的传感器阵列——超声波、雷达、多摄像头（用于感知、成像和视觉）、激光雷达。Yole 的 Boulay 估计，当前典型车型搭载 10 到 20 个传感器，高端车型数量更多。

随着自动化等级提升，传感器数量预计将增至 35–40 个。Boulay 解释说，每个自动化等级都需要不同的短、中、长距能力，单一传感器类型无法覆盖所有场景。

然而，增加传感器会放大数据量，挑战车载计算平台。Boulay 指出，传统 ADAS 芯片算力在 0.25 至 2.5 TOPS 之间（已是高端笔记本的数十倍），而机器人平台已突破 250 TOPS。他预见架构将从分布式转向集中式域控制器，以高效融合原始传感器数据。

成本与集成约束最终会限制传感器数量。Boulay 观察到，特斯拉等车企凭借先进 AI 和算力，用更少的传感器实现了高阶自动化。“软件与处理能力将成为差异化关键，”他说。

优化传感器组合

天气与光照变化要求多样化的传感器组合。Denny 强调冗余至关重要：“在完全黑暗或恶劣降水中，你需要多种模态协同工作。”

摄像头在白天表现优异，而雷达、激光雷达和超声波在弱光、雾、雨、雪中仍能保持性能。Boulay 指出，摄像头在恶劣条件下会“失明”，而其他传感器仍能提供可靠感知。

确保正确的布局位置

就像人类感官一样，传感器必须战略性布局以维持持续的环境感知。技术约束——如大灯内冷凝、挡风玻璃结霜、油漆覆盖超声波换能器——都会降低性能。Denny 警告超声波单元对表面涂层敏感。

Volvo 的 Matha 强调功耗是关键因素。“每个传感器功耗 1–10 W，全套 ADAS 可达 100–200 W，贡献高达 4 g CO₂ 排放。”他建议采用间歇激活和先进散热来缓解热限制，特别是挡风玻璃后等高温区域。

仿真与实测对确定最佳位置至关重要。Boulay 指出，高速公路级激光雷达通常安装在车身中心，与长距雷达和主摄像头对齐；而城市驾驶或泊车传感器可布置在侧面或车角。

美学集成

Volvo XC90 目前搭载 20 种传感器，许多隐藏其中——前向摄像头在进气格栅，侧向摄像头在后视镜，后向摄像头在牌照上方。Matha 强调无缝集成可兼顾颜值与功能。

Astheimer 认为最先进的汽车应外显其智能。随着自主驾驶进阶，360° 激光雷达等传感器需要显眼、无遮挡的位置。他以 Deliver-E 电动配送车为例，摄像头分布两侧，激光雷达置于车顶，契合车辆形象。

Boulay 讨论了 Magneti Marelli Smart Corner 模组，可容纳激光雷达、雷达、摄像头、超声波和 LED 照明。虽简化制造集成，但碰撞后维修成本可能高昂，凸显平衡方案的必要性。

降低认知负荷

人机界面必须将传感器数据转化为清晰、可执行的信息。Astheimer 参与 Volta Trucks Zero 电动卡车项目，指出重型车虽仅占交通流 4%，却导致超 50% 的弱势道路使用者死亡。除视野受限外，认知过载是主要诱因。

他强调 ECU 和 CAN 系统应过滤信号，通过触觉、听觉或视觉提示呈现，保持驾驶员警觉。

让安全变得酷

Stead 提问：“让安全变酷是卖联网车的关键吗？”Matha 回应安全是核心业务，最佳沟通方式是通过优雅设计展示传感器驱动的智能。

Astheimer 警告，随着车辆承担更多任务，驾驶员可能变得自满。传感器套件必须让驾驶员知情并保持投入，防止“茧居效应”降低路况感知。

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>> 本文最初发表于姊妹站 EE Times。