无人驾驶传感器融合技术

1. 多传感器融合
多传感器融合要求：

1 ）硬件层面：数量要足够，也就是不同种类的传感器都要配备，才能够保证信息获取充分且有冗余；

2 ）软件层面：算法要足够优化，数据处理速度要够快，且容错性要好，才能保证最终决策的快速性和正确性。

🔷算法是多传感器融合的核心

多传感器数据融合技术的基本原理就像人脑综合处理信息一样，充分利用多个传感器资源，通过对多传感器及其观测信息的合理支配和使用，把多传感器在空间或时间上冗余或互补信息依据某种准则来进行组合，以获得被测对象的一致性解释或描述。

简单地说，传感器融合就是将多个传感器获取的数据、信息集中在一起综合分析以便更加准确可靠地描述外界环境，从而提高系统决策的正确性。

融合算法要足够优化，因为多传感器的使用会使需要处理的信息量大增，这其中甚至有相互矛盾的信息，如何保证系统快速地处理数据，过滤无用、错误信息，从而保证系统最终做出及时正确的决策十分关键。目前多传感器融合的理论方法有贝叶斯准则法、卡尔曼滤波法、D-S 证据理论法、模糊集理论法、人工神经网络法等。

🔷多传感器融合的体系结构

多传感器融合的体系结构：分布式、集中式和混合式。

1）分布式：先对各个独立传感器所获得的原始数据进行局部处理，然后再将结果送入信息融合中心进行智能优化组合来获得最终的结果。分布式对通信带宽的需求低、计算速度快、可靠性和延续性好，但跟踪的精度却远没有集中式高。

2 ）集中式：集中式将各传感器获得的原始数据直接送至中央处理器进行融合处理，可以实现实时融合。其数据处理的精度高，算法灵活，缺点是对处理器的要求高，可靠性较低，数据量大，故难于实现。

3）混合式：混合式多传感器信息融合框架中，部分传感器采用集中式融合方式，剩余的传感器采用分布式融合方式。混合式融合框架具有较强的适应能力，兼顾了集中式融合和分布式的优点，稳定性强。混合式融合方式的结构比前两种融合方式的结构复杂，这样就加大了通信和计算上的代价。

🔷多传感器信息融合的分类

多传感器信息融合的分类：数据级融合、特征级融合和决策级融合

1） 数据级融合：针对传感器采集的数据，依赖于传感器类型，进行同类数据的融合。数据级的融合要处理的数据都是在相同类别的传感器下采集，所以数据融合不能处理异构数据。

2） 特征级融合：提取所采集数据包含的特征向量，用来体现所监测物理量的属性，这是面向监测对象特征的融合。如在图像数据的融合中，可以采用边沿的特征信息，来代替全部数据信息。

3） 决策级融合：根据特征级融合所得到的数据特征，进行一定的判别、分类，以及简单的逻辑运算，根据应用需求进行较高级的决策，是高级的融合。决策级融合是面向应用的融合。

2. 解决GPS误差多等问题

首先，我们得弄明白这个技术是干嘛的，好了，简单的来说这货就是给汽车导航的，那么就会有童鞋问了，导航大佬不是GPS么？

对，但是大佬也有错的时候，当GPS差错越来越多以至于快要“翻车”的时候，我们就要用到“传感器融合技术”啦！

GPS误差多，传感器融合技术来帮忙

我们都知道GPS是当前行车定位不可或缺的技术，但是由于GPS的误差、多路径，以及更新频率低等问题，我们不可以只依赖于GPS进行定位。相反，民性传感器拥有很高的更新频率，可以跟GPS形成很好的互补。使用传感器融合技术，可以融合GPS与惯性传感器数据，各取所长，以达到较好的定位效果。

简单的传感器融合技术

简单地说，传感器融合就是将多个传感器获取的数据、信息集中在一起综合分析以便更加准确可靠地描述外界环境，从而提高系统决策的正确性。

传感器各有优劣，难以互相替代，未来要实现自动驾驶，是一定需要多个传感器相互配合共同构成汽车的感知系统的。不同传感器的原理、功能各不相同，在不同的使用场景里可以发挥各自优势。

多传感器融合是人工智能未来趋势

多个同类或不同类传感器分别获得不同局部和类别的信息，这些信息之间可能相互补充，也可能存在冗余和矛盾，而控制中心最终只能下达唯一正确的指令，这就要求控制中心必须对多个传感器所得到的信息进行融合，综合判断。

随着机器人技术的不断发展，智能化已成为机器人技术的发展趋势，而传感器技术则是实现智能化的基础之一。

多传感器融合技术理念

由于单一传感器获得的信息有限，且还要受到自身品质和性能的影响，因此智能机器人通常配有数量众多的不同类型的传感器，以满足探测和数据采集的需要。若对各传感器采集的信息进行单独、孤立地处理，不仅会导致信息处理工作量的增加，而且，割断了各传感器信息间的内在联系，丢失了信息经有机组合后可能蕴含的有关环境特征，造成信息资源的浪费，甚至可能导致决策失误。为了解决上述问题人们提出了多传感器融合技术。

多传感器融合又称多传感器信息融合，有时也称作多传感器数据融合，于1973年在美国国防部资助开发的声纳信号处理系统中被首次提出，它是对多种信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化的技术。它从多信息的视角进行处理及综合，得到各种信息的内在联系和规律，从而剔除无用的和错误的信息，保留正确的和有用的成分，最终实现信息的优化，也为智能信息处理技术的研究提供了新的观念。

3. 到底有多精确？

多传感器融合技术有多精确

简单的传感器融合不外乎就是每个传感器的数据能大致在空间跟时间上能得到对齐。而整个多传感器融合技术的核心就在于高精度的时间以及空间同步。精度到什么量级呢？

举个栗子，比如时间上能得到10的-6次方，空间上能得到在一百米外3到5厘米的误差，这是一个典型的技术指标。

当然，多传感器同步技术的难度与时间和空间的要求是一个指数级的增加。在百米外能得到3cm的空间精度，换算成角度是0.015度左右。

大家也知道在无人驾驶当中，毫米波雷达、相机、激光雷达和超声波都是完全不同的传感器，让他们在时域跟空域上得到这样的精度是非常难的，需要对机器人技术以及机器学习优化技术有非常深的理解。

自动泊车、公路巡航控制和自动紧急制动等自动驾驶汽车功能在很大程度上也是依靠传感器来实现的。

多传感器融合技术使用方式

重要的不仅仅是传感器的数量或种类，它们的使用方式也同样重要。目前，大多数路面上行驶车辆内的ADAS都是独立工作的，这意味着它们彼此之间几乎不交换信息。只有把多个传感器信息融合起来，才是实现自动驾驶的关键。

现在路面上的很多汽车，甚至是展厅内的很多新车，内部都配备有基于摄像头、雷达、超声波或LIDAR等不同传感器的先进驾驶员辅助系统（ADAS）。

这些系统的数量将会随着新法案的通过而不断增加，例如在美国，就有强制要求安装后视摄像头的法案。此外，诸如车险打折优惠和美国公路交通安全管理局（NHTSA）、欧洲新车安全评鉴协会（Euro-NCAP）等机构做出的汽车安全评级正在使某些系统成为汽车的强制功能；另一方面，这也助长了消费者对它们的需求。

ADAS如何实现突破限制

目前，大多数路面上行驶车辆内的ADAS都是独立工作的，这意味着它们彼此之间几乎不交换信息。（没错，某些高端车辆具有非常先进的自动驾驶功能，不过这些功能还未普及）。后视摄像头、环视系统、雷达和前方摄像头都有它们各自的用途。通过将这些独立的系统添加到车辆当中，可以为驾驶员提供更多信息，并且实现自动驾驶功能。不过，你还可以突破限制，实现更多功能——参见下图。