暴雨影响自动驾驶激光雷达传感器的物体检测

  原始设备制造商(OEM)和技术公司承诺,高级自动驾驶汽车(AV)可以改善道路安全并为我们所有人带来经济和社会利益。

暴雨影响自动驾驶激光雷达传感器的物体检测

  所有高级AV都严重依赖传感器,并且在IEEE Sensors Journal(WMG智能车辆小组的研究人员)上发表的论文“具有噪声模型的逼真的LiDAR,用于在虚拟环境中对自动车辆进行实时调校测试” ,华威大学已专门模拟和评估了LiDAR传感器在雨中的性能。

  研究人员使用WMG 3xD模拟器测试了自动驾驶汽车在不同降雨强度下的LiDAR传感器,并在模拟考文垂及其周围的真实道路周围行驶。模拟器是自动驾驶汽车测试的关键部分,因为它们必须在数百万英里的道路上行驶,因此这意味着可以在与真实道路相同的安全环境中对它们进行测试。

  LiDAR传感器的工作原理是发射大量具有圆形/椭圆形横截面的近红外窄光束,这些窄光束可以反射掉其轨迹中的物体并返回到LiDAR传感器的检测器。

  LiDAR传感器的问题之一是其在雨中的性能下降。如果LiDAR光束与雨滴在距发射器很短的距离处相交,则雨滴可以将足够多的光束反射回接收器,因此将雨滴检测为物体。液滴还可以吸收一些发射的光,从而降低传感器的性能范围。

  研究人员使用不同的概率降雨模型(没有,针对不同的强度),使WMG 3XD模拟器“下雨了”,并测量了LiDAR传感器对降雨的响应,从而记录了错误的阳性和错误的阴性检测结果。

  他们发现,随着降雨强度的增加,传感器检测物体变得更加困难。在距车辆不远的地方(最长50m),错误地检测到数个雨滴。但是,在中等范围(50m-100m)中,这种情况有所减少,但是随着降雨增加到每小时最高50mm,传感器对物体的检测随着距离的增加而降低。

  美国华威大学WMG的Valentina Donzella博士评论说:

  “最终,我们已经证实,降雨越多,距离越远,LiDAR传感器就会阻碍物体的检测,这意味着未来的研究将不得不研究如何确保LiDAR传感器仍然能够在嘈杂的环境中充分检测物体。

  “开发的实时传感器和噪声模型将有助于进一步研究这些方面,并且还可能会为自动驾驶汽车制造商的设计选择提供信息,因为将需要不止一种传感器来确保车辆能够在大雨中检测到物体。 ”

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