【傳感器在無人裝備上的應(yīng)用淺析10000字（論文）】

傳感器在無人裝備上的應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-3"\h\u5203第一章

傳感器原理 3104401.1特點 3314961.2重要性 38475第二章

傳感器技術(shù)在無人裝備上研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 4136582.1民用 436842.2軍用

416342.3發(fā)展趨勢 51986第三章傳感器的種類及其工作原理 6121663.1數(shù)據(jù)規(guī)模與傳輸分析 6155503.1.1傳感器配置方案 6120293.1.2單車傳感器數(shù)據(jù)量 8215653.1.3傳感器數(shù)據(jù)總量 9213673.1.4傳感器數(shù)據(jù)傳輸方案分析 1081963.2傳感器應(yīng)用與相關(guān)技術(shù) 11220423.2.1協(xié)同感知 11126293.2.2機器學(xué)習(xí) 1129988第四章

傳感器在無人裝備上的應(yīng)用 11326154.1民用 1174194.1.1在自動印刷中的應(yīng)用 1158444.1.2在光電色質(zhì)檢測中的應(yīng)用 12231624.1.3在自動門中的應(yīng)用 12166824.1.4在自動駕駛中的應(yīng)用 12267904.2軍用 13200284.2.1我軍 13320704.2.2美軍 1313560第五章傳感器在未來可能的應(yīng)用

14212235.1技術(shù)層面朝著智能化方向發(fā)展 14122175.2生產(chǎn)層面朝著模塊化方向發(fā)展 1493005.3研究層面追求先進化 14226505.4應(yīng)用層面更加追求全面化 15114125.5功能層面追求多能化 1511093第六章

總結(jié) 156104參考文獻： 17第一章

傳感器原理1.1特點傳感器是新興的下一代無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，它是組成無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基本部分。最早的代表性論述出現(xiàn)在二十世紀九十年代末，題為“傳感器走向無線時代”。傳感技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一般傳感器、智能傳感器、無線傳感器等幾個階段。一般傳感器，是最早產(chǎn)生的傳感器，只能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；智能傳感器則是在一般傳感器的基礎(chǔ)上將處理計算能力與傳感器相結(jié)合，使得傳感模塊不但能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)等信息采集，還能對所采集到的信息進行一定程度的計算和處理；無線傳感器則是在智能傳感器的基礎(chǔ)上再集成無線功能模塊，使得傳感器不再是單獨的感知模塊，而是一個能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理，信息交換和控制的有機整體。1.2重要性為了實現(xiàn)隨時隨地與任何人或任何設(shè)備的互聯(lián)互通，無線通信技術(shù)獲得了蓬勃發(fā)展。在正交頻分復(fù)用(OFDM)和多入多出(MIMO)等基礎(chǔ)技術(shù)支持下，多種無線技術(shù)如藍牙、Wi-Fi、WIMAX、超寬帶和無線局域網(wǎng)獲得了長足發(fā)展。作為蓬勃發(fā)展的無線技術(shù)，近幾年正是其大變革時期。隨著幾種重要基礎(chǔ)技術(shù)的推廣和實際應(yīng)用，無線通信的速度也將得到大大提高。無線傳感模塊屬于無線技術(shù)中較為底層的一個分支，由于越來越多的應(yīng)用方案開始采用無線節(jié)點進行數(shù)據(jù)采集和通信。綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等的無線傳感網(wǎng)絡(luò),是當(dāng)前的熱點研究領(lǐng)域。而無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的穩(wěn)定運行是整個網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要保障，因此無線傳感模塊的設(shè)計，傳感技術(shù)、傳感網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被認定為最重要的研究之一。當(dāng)前國內(nèi)外出現(xiàn)了多種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件平臺。典型的節(jié)點包括Mica系列、Telos、IRIS和Imote2等。各平臺的主要區(qū)別是采用了不同的處理器和無線通信模塊。有些節(jié)點具有高性能但功耗較大，如Imote2節(jié)點，不適用于能量受限的應(yīng)用環(huán)境。其他一些節(jié)點，如Telos、Mica等，由于設(shè)計時間較早，其性能已經(jīng)落后于當(dāng)今的集成電路工業(yè)設(shè)計水平。因為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點一般采用電池供電，工作環(huán)境通常比較惡劣，而且數(shù)量大，更換非常困難，所以低功耗是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最重要的設(shè)計準則之一。ITP（美國再生能源辦公室工業(yè)技術(shù)計劃）在2002年發(fā)布的報告“21世紀工業(yè)無線技術(shù)”第一頁中引用了總統(tǒng)科技顧問的斷言：無線傳感器可將能源利用率提高10%，將能源損耗減少25%。后來的研究，如IntelMote的研究項目則注重了三個方面的要求，包括低功耗操作、系統(tǒng)級集成和硬件的重新配置，希望做到平衡功耗與性能的矛盾，但目標(biāo)的實現(xiàn)還需要一定的努力。MIT發(fā)展的模塊化平臺對于具體的傳感器有不同的硬件設(shè)計，他們的傳感器的主要功能是數(shù)據(jù)收集，采用垂直連接器來使不同的處理層整合到一起，其目的是為了設(shè)計一個通用的系統(tǒng)來取代單一的硬件系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)以及集成技術(shù)的不斷發(fā)展，傳感技術(shù)也會得到不斷的發(fā)展和完善。并且會有更多的結(jié)構(gòu)新、功能強、耗能低的傳感器用運于各種實際的無線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，以高的精確度和良好的穩(wěn)定性服務(wù)于更加廣泛的領(lǐng)域。第二章

傳感器技術(shù)在無人裝備上研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2.1民用通過傳感器采集數(shù)據(jù)的輸送和共享，徹底消除了自行車的盲區(qū)。以精準可靠的地圖為例，精準可靠的地圖是自動駕駛的重要內(nèi)容信息。在未來，每一輛無人駕駛汽車都將能夠搜集和同步數(shù)據(jù)，創(chuàng)立高品質(zhì)和綜合性能的精準可靠地圖。為了實現(xiàn)高度的準確性和效率，已經(jīng)提出了許多離線或在線協(xié)作映射算法，例如有作者提出的在線協(xié)作高精度映射方法。機器學(xué)習(xí)在自動駕駛汽車中飾演著主要的角色，需要大批的實際數(shù)據(jù)開展訓(xùn)練和測試。自主的汽車大數(shù)據(jù)可以代替各種數(shù)據(jù)采集和車輛測試，并以低成本提供數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)使用方面，百度AADS可以加強收據(jù)的系統(tǒng)收集，并提供專業(yè)系統(tǒng)模擬測試場景，更大程度地利用傳感器信息數(shù)據(jù)。特斯拉現(xiàn)在使用“影子模式”來收集數(shù)據(jù)，與駕駛員共同商討駕駛決策，并比較駕駛行動來證實測試。通過危險數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)說明，我們可以安排新的汽車保險技術(shù)和模型，為汽車和司機提供量身定做的金融保險體系服務(wù)。美國頂級保險公司使用位置、速度和制動等數(shù)據(jù)來識別與駕駛行為相關(guān)的風(fēng)險，并提供UBI量身定制的汽車保險產(chǎn)品。百度與太平洋保險共同組建了一家互聯(lián)網(wǎng)保險公司，以利用百度在汽車保險行業(yè)的大數(shù)據(jù)建模和深度學(xué)習(xí)能力。2.2軍用

隨著對傳感器管理技術(shù)研究的深入，傳感器管理在實際裝備中，尤其是國外軍事裝備中得到廣泛應(yīng)用。傳感器管理的應(yīng)用根據(jù)所在平臺的不同主要分為3類:通用平臺、戰(zhàn)斗機平臺、偵察監(jiān)視平臺。在通用平臺上的應(yīng)用主要有:德國戴姆勒克萊斯勒航空公司在2000年研究了多傳感器綜合概念，建立了多傳感器綜合系統(tǒng)，實現(xiàn)了多傳感器跟蹤與識別。加拿大國防研究與發(fā)展中心決策支持系統(tǒng)部在2002年指出了在指揮與控制中的傳感器管理問題，他們認為核心是如何高效管理和協(xié)調(diào)傳感器資源，來提高對信息的獲取、感知和理解能力。2007年指出了在戰(zhàn)術(shù)監(jiān)視作戰(zhàn)中的傳感器管理問題，包括單傳感器、單平臺多傳感器、分布式傳感器等。美國空軍“以網(wǎng)絡(luò)為中心的協(xié)同式目標(biāo)指示”系統(tǒng)的機載處理器交叉指引各飛機的電子情報或雷達傳感器對某一架飛機所發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)進行偵察。在戰(zhàn)斗機平臺上的應(yīng)用主要有:20世紀80年代末，美國密蘇里州大學(xué)開發(fā)了一個可為戰(zhàn)斗機操作員提供與多傳感器交互的傳感器管理專家系統(tǒng)，通過人工智能技術(shù)對多傳感器進行集成，用于傳感器分配與控制的多傳感器系統(tǒng)狀態(tài)選擇處理器。2008年，英國的flaballa給出了無人機傳感器管理系統(tǒng)的高層結(jié)構(gòu)。F-22飛機的傳感器管理區(qū)用于對雷達、電子戰(zhàn)、CN工等傳感器進行綜合管理和數(shù)據(jù)的綜合處理。2011年7月8日，美國導(dǎo)彈防御局舉行的早期攔截概念驗證演習(xí)中，諾·格公司研發(fā)的一體化傳感器管理系統(tǒng)首次得到驗證，它對導(dǎo)彈防御系統(tǒng)機載紅外傳感器探測靶標(biāo)的過程進行了實時引導(dǎo)。海灣戰(zhàn)爭中，美空軍從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到實施打擊的反應(yīng)時間是80mitm101min，而到了伊拉克戰(zhàn)爭則縮短至lOmin左右，在打擊鏈的整個過程中，傳感器管理系統(tǒng)是連接各個平臺之間的通信橋梁，是整個時敏目標(biāo)打擊系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它是形成機群整體作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵。我國對戰(zhàn)斗機火控系統(tǒng)建立了以任務(wù)需求為驅(qū)動的傳感器管理結(jié)構(gòu)。在偵察監(jiān)視平臺上的應(yīng)用主要有:結(jié)合圖像處理、任務(wù)規(guī)劃、傳感器及其平臺、傳感器數(shù)據(jù)融合，設(shè)計了一個無人值守飛機機載偵查傳感器管理系統(tǒng)架構(gòu)。美國洛克希德馬丁公司在1999年提出了下一代預(yù)警機的融合和跟蹤問題。2009年，美國德萊頓飛行研究中心給出了機載傳感器網(wǎng)絡(luò)的賽博結(jié)構(gòu)。2010年2月開始，波音公司開始為法國的E-3FBlock40/45系統(tǒng)進行升級，其中包括資源和傳感器管理。該系統(tǒng)已經(jīng)在2012年開始安裝。美國的“多平臺雷達技術(shù)升級計劃”提高E-8C與其他平臺的傳感器實時協(xié)調(diào)和相互引導(dǎo)能力。2.3發(fā)展趨勢正是由于低功耗無線傳感節(jié)點在如此廣范圍內(nèi)的應(yīng)用，使得它受到了來自軍事、工業(yè)和商業(yè)以及學(xué)術(shù)專家的極大關(guān)注。其發(fā)展方向必然是無線通信的網(wǎng)絡(luò)化，即通過自組網(wǎng)的方式形成動態(tài)、自適應(yīng)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)。而無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)是當(dāng)前在國際上備受關(guān)注的、涉及多學(xué)科高度交叉、知識高度集成的前沿?zé)狳c研究領(lǐng)域。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等。我國迫切需要提升對此的認識程度，并盡快推動其發(fā)展。因此，以無線傳感模塊為基礎(chǔ)，實現(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的無線互聯(lián)將是一個必然的趨勢。另外由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的穩(wěn)定運行是整個網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要保障。在不同的應(yīng)用中，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的組成不盡相同。已有的節(jié)點，有的只考慮低功耗而性能不高，有的性能高但是功耗太大。因此，無線傳感模塊的發(fā)展必然是趨向與低功耗的。即在保證所需要實現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上，盡量的實現(xiàn)整個模塊的低功耗，甚至在不影響整體性能的情況下適當(dāng)減少部分功能來實現(xiàn)降低功耗的目的。除開以上所講兩種發(fā)展趨勢之外，無線傳感模塊的應(yīng)用和發(fā)展還具有極大的發(fā)展空間和良好的發(fā)展方向。當(dāng)前對無線傳感模塊的應(yīng)用都是靜止性的，就目前存在的無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN），構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點都是被固定的安放在一個地方，要實現(xiàn)對整個環(huán)境的檢測，就需要向環(huán)境中投放大量的無線傳感節(jié)點。這樣一來成本就會非常的高。若實現(xiàn)無線傳感模塊對信息的移動式采集，則在同一個環(huán)境內(nèi)投放更少的節(jié)點，就能實現(xiàn)對環(huán)境的全面檢測。正是由于當(dāng)前能耗對無線傳感模塊的影響，低功耗研究才上升為一個熱點領(lǐng)域，不論是使用電源或者電池供電，在實現(xiàn)低功耗后，無線傳感模塊的發(fā)展趨勢必然是自生能源式的。利用太陽能、振動能量、地?zé)?、風(fēng)能等實現(xiàn)無線傳感模塊的電能供應(yīng)對于全面提高無線傳感模塊的能力將會起到巨大的作用。最后，基于能力存儲技術(shù)的發(fā)展，電池的容量越來越大，再加上低功耗的實現(xiàn)，無線傳感模塊的適用壽命不斷增加將會成為一個絕對趨勢。未來的無線傳感模塊必將是集穩(wěn)定性與安全性、擴展性與靈活性、微型化與低成本等特點為一體的。第三章傳感器的種類及其工作原理3.1數(shù)據(jù)規(guī)模與傳輸分析3.1.1傳感器配置方案無人駕駛汽車面對復(fù)雜的交通場景，需要通過傳感器獲得道路、行人、障礙物和自身位置等信息。但是，由于傳感器的物理原理，適應(yīng)方案和成本限制，單個傳感器無法涵蓋所有方案和所有要求，因此通常需要配置多個傳感器。圖3-1顯示了百度Apollo傳感器的框圖。目前，無人駕駛汽車傳感器主要包括攝像機、毫米波雷達、激光雷達、超聲波雷達和集成導(dǎo)航系統(tǒng)，其特性如表3-1所示。圖3-1百度阿波羅傳感器配置方案表3-1無人駕駛汽車傳感器特性自動駕駛汽車需要使用感知算法來解決感知問題并模擬周圍的物理世界。如今，傳統(tǒng)的感知算法已針對諸如Mobileye之類的產(chǎn)品大量生產(chǎn)，并且主要研究集中在深度學(xué)習(xí)上。鑒于車輛級應(yīng)用對可靠性的高度要求，可能存在多種算法同時工作以解決相互冗余的自動駕駛汽車的特定問題。3-2列出了自動駕駛汽車相關(guān)傳感器和算法的常見感知問題。表3-2無人駕駛汽車感知問題與傳感器表3-2顯示了多個傳感器可能涉及感知問題。無人駕駛汽車通常使用來自多個來源的傳感器融合來提供冗余，互補性，采樣率，并為環(huán)境的感知和定位帶來成本優(yōu)勢。傳感器融合已經(jīng)發(fā)展了多年，主要使用基于濾波器的方法，例如高級卡爾曼濾波器（EKF）、微粒濾波器（PF）和隨機假設(shè)密度濾波器（PHD）。近年來，隨著深度學(xué)習(xí)的普及，基于語義信息的面向圖像處理的解決方案的構(gòu)建具有廣闊的前景。此外，我們提出了一種基于圖像處理的多傳感器融合算法，該算法結(jié)合了相機，LIDAR和GPS傳感器信息。同時，對街道場景，交通信號燈和障礙物的檢測和識別也得到了顯著改善。表3-3列出了目前正在開發(fā)的用于自動駕駛L4車輛的傳感器解決方案。傳感器解決方案的最后一條線是法國工業(yè)研究院Yole預(yù)測的2030年傳感器配置解決方案。與正在開發(fā)和測試的當(dāng)前配置相比，傳感器數(shù)量少，成本和性能相對較低。表3-3無人駕駛汽車傳感器方案3.1.2單車傳感器數(shù)據(jù)量（1）攝像頭攝像頭技術(shù)非常復(fù)雜，但是高清視頻的數(shù)量卻很大，這使得傳輸和使用變得困難。當(dāng)前的標(biāo)準視頻編碼標(biāo)準包括諸如H.264，H.265和VP9的標(biāo)準。H.265是用于H.264的下一代視頻編碼標(biāo)準，而VP9是Google推出的開源視頻編碼標(biāo)準。與H.264相比，H.265與VP9相比節(jié)省了約38%-50%的碼流和12%的碼流。表3-4比較了三種常見編碼標(biāo)準H.265，VP9和H.264的好處。表3-4H.265、VP9、H.264編碼對比H.264是當(dāng)今商業(yè)中使用最廣泛的視頻編碼格式。H.265繼承了標(biāo)準的H.264編碼系統(tǒng)，具有很高的商業(yè)申請潛力，但是太多的專利持有人導(dǎo)致高商業(yè)成本和緩慢的申請進度?？梢悦赓M使用VP9編碼標(biāo)準，但是許多制造商不使用VP9，并且更少的硬件設(shè)備支持VP9硬件解碼。假設(shè)到2030年自動駕駛汽車的視頻記錄和傳輸性能為1080P，8位色深和25fps，則相機生成的未壓縮數(shù)據(jù)量為每秒148MB。通過采用H.264標(biāo)準，視頻量可以減少100倍，而采用H.265標(biāo)準則可以減少50%。假設(shè)H.265標(biāo)準在2030年用于視頻傳輸，則每個攝像機的功耗應(yīng)約為0.74MB/s。（2）激光雷達激光雷達數(shù)據(jù)形式取決于激光線數(shù)。Velodyne目前是最具代表性的激光雷達制造商，而64通道激光雷達占用的數(shù)據(jù)帶寬高達12.48MB/s，并有望成為激光雷達，因為它可以通過批量生產(chǎn)的激光雷達顯著降低成本。有64條線路可用，并將在2030年成為標(biāo)準配置。因此，LIDAR數(shù)據(jù)壓縮也非常重要。可以將由雷達生成的點云轉(zhuǎn)換為類似于由攝像頭生成的圖像數(shù)據(jù)的深度圖像，并可以應(yīng)用視頻壓縮算法。3.1.3傳感器數(shù)據(jù)總量根據(jù)以上分析，可以計算每輛無人駕駛汽車行駛所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量如表4.7所示。每個車輛傳感器的壓縮數(shù)據(jù)量達到8.6MB/s，并且該數(shù)據(jù)不包含人機交互和定位之類的信息。在韓國，每輛汽車的平均年行駛里程估計為10,000公里，而其他車輛（貨車等）則為150,000公里。國內(nèi)汽車的年平均行駛里程可計算為28,300公里。如果我們假設(shè)城市道路的平均速度為30km/h，國道50km/h，高速公路100km/h，并且三種類型的道路每公里的總和為1/3，那么我們得到60公里/小時的資金。平均旅行時間為472小時。假設(shè)只有自動駕駛汽車可以通過L3收集和傳輸數(shù)據(jù)，那么每輛自動駕駛汽車每年將產(chǎn)生約13.94TB的數(shù)據(jù)。根據(jù)表3-6，對2030年我國無人駕駛汽車大數(shù)據(jù)大小的樂觀預(yù)測目前為1.084x1011GB，移動互聯(lián)網(wǎng)總流量，悲觀的預(yù)測為2.59x109GB。表3-6每輛無人駕駛汽車傳感器數(shù)據(jù)量3.1.4傳感器數(shù)據(jù)傳輸方案分析傳感器數(shù)據(jù)可以存儲在車輛中，實時發(fā)送或通過存儲和發(fā)送來發(fā)送，下面描述傳感器數(shù)據(jù)的發(fā)送方法。第一種解決方案是將傳感器數(shù)據(jù)存儲在車輛中，這是當(dāng)今使用最廣泛的解決方案。例如，當(dāng)前通常安裝在車輛中的運動記錄設(shè)備將捕獲的數(shù)據(jù)存儲在車輛中。如果使用空間，它將被自動覆蓋，并且僅在發(fā)生事故時才復(fù)制數(shù)據(jù)。但是，這項技術(shù)并不能真正連接數(shù)據(jù)，因此很難構(gòu)建有價值的大數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。第二種解決方案是實時數(shù)據(jù)傳輸。2019年是我國5G元年。5G網(wǎng)絡(luò)完全完成后，實際傳輸速率將超過100Mbps，并且具有相對較低的延遲。5G網(wǎng)絡(luò)將在2030年全面覆蓋，并且預(yù)計6G時代也已經(jīng)開始。因此，使用5G技術(shù)可以完全滿足任何自動駕駛汽車8.6MB/s的下載要求。該解決方案可以直接實時實時生成大型傳感器數(shù)據(jù)。除了數(shù)據(jù)分析之外，還可以管理并行驅(qū)動和邊緣計算等技術(shù)應(yīng)用。第三種解決方案是將數(shù)據(jù)存儲在車輛中，并且僅在特定時間和地點通過有線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。我國的汽車制造商通常建議每6個月進行一次汽車保養(yǎng)。在維護期間，可以通過電纜導(dǎo)出和傳輸員工數(shù)據(jù)。為此，車輛必須能夠存儲大約7TB的數(shù)據(jù)六個月。鑒于存儲技術(shù)的快速發(fā)展，預(yù)計到2030年，該數(shù)據(jù)將以非常低的成本存儲在汽車中。此外，新能源汽車是共享充電期間數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N可能的技術(shù)選擇。該解決方案不提供實時性能，但也可以為某些大數(shù)據(jù)應(yīng)用程序提供環(huán)境。3.2傳感器應(yīng)用與相關(guān)技術(shù)大型傳感器數(shù)據(jù)的價值不僅限于汽車行業(yè)，還擴展到汽車售后市場，例如保險和公共安全。3.2.1協(xié)同感知傳輸和共享傳感器數(shù)據(jù)將消除無人車上的盲點，以高分辨率地圖為例，高分辨率地圖是獨立駕駛的重要預(yù)測指標(biāo)。當(dāng)前地圖由從地圖供應(yīng)商處購買的收集機收集。這種方法價格昂貴，范圍有限，并且缺乏實時性能。未來，所有自動駕駛汽車都將能夠?qū)崟r收集和放置數(shù)據(jù)并創(chuàng)建具有高質(zhì)量性能的高分辨率地圖。為了實現(xiàn)高度的準確性和效率，已經(jīng)提出了許多離線或在線協(xié)作映射算法，例如有作者提出的在線協(xié)作高精度映射方法。3.2.2機器學(xué)習(xí)機器學(xué)習(xí)在自動駕駛汽車中發(fā)揮著重要作用，并且需要大量數(shù)據(jù)來進行培訓(xùn)和測試。自主的汽車大數(shù)據(jù)可以代替各種數(shù)據(jù)采集和車輛測試，并以低成本提供數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)使用方面，百度AADS可以增強收集的數(shù)據(jù)并提供模擬測試環(huán)境，以最大程度地利用傳感器數(shù)據(jù)。特斯拉目前使用“影子模式”來收集數(shù)據(jù)并與駕駛員協(xié)商駕駛決策，比較駕駛行為以確認測試。第四章

傳感器在無人裝備上的應(yīng)用4.1民用4.1.1在自動印刷中的應(yīng)用無人裝備傳感器在自動打印中的應(yīng)用主要是在開關(guān)中安裝反射型無人裝備傳感器。它的特殊應(yīng)用是在自動打印作業(yè)中輕松確定色帶的工作狀態(tài)，并確定色帶是否能通過回聲破裂。響應(yīng)反射的信號，人員可以使用打印設(shè)備的壓力機停止工作并處理異常情況。同時，由于使用了此設(shè)備，因此可以以允許的方式檢測一張單獨的紙，以確保紙張在通過設(shè)備時能夠為鏈條提供正常的路徑，但是如果有的話穿過設(shè)備后互鎖，與壓力分離并與水分離。在此過程中，將根據(jù)估算的信號自動調(diào)整電動機速度，以確保單張紙膠印工作的順利完成。4.1.2在光電色質(zhì)檢測中的應(yīng)用在此應(yīng)用中使用的無人裝備傳感器主要用于分選過程或谷物處理環(huán)節(jié)中。對于谷物處理，可以使用無人裝備傳感器按顏色對谷物進行分類。這主要是因為來自不同材料的被測物體具有不同的光學(xué)特性，并且可以使用無人裝備傳感器對它們的不同光學(xué)特性進行分類，以實現(xiàn)對大米或雜糧的分類。將谷物通過顏色分類器分類后，使用壓縮空氣分離具有色差的谷物，然后完成產(chǎn)品包裝的工作。4.1.3在自動門中的應(yīng)用在由鐵或電梯制成的自動門中，將無人裝備傳感器的發(fā)射器和接收器安裝在允許的光束距離內(nèi)，可以檢測到光軸上直徑大于30毫米的不透明物體。以這種方式，可以確保在乘客由于接收器不能接收信號而阻塞了發(fā)送器的光纖之后，可以確定它們之間存在障礙。讓門關(guān)上以保護乘客的安全。同時，可以配置同時使用具有不同信號頻率的不同傳感器組，以避免相互影響。4.1.4在自動駕駛中的應(yīng)用在自動駕駛領(lǐng)域，最常見的傳感器是激光雷達，照相機，毫米波雷達和超聲傳感器。每種技術(shù)在應(yīng)用程序過程中都可以發(fā)揮獨特的作用和獨特的優(yōu)勢，從而有助于提高自動駕駛的水平。其中，毫米波雷達相對準確，在測量距離和速度方面具有獨特的優(yōu)勢。攝像機具有高分辨率，可以識別車輛周圍的顏色并在其中發(fā)揮作用。激光雷達為自動駕駛提供3D檢測信息，并且可以全面分析環(huán)境。但是，由于其成本較高，因此不能被廣泛使用。超聲波傳感器具有很高的速度檢測水平。由于速度原因，通信會受到天氣的影響，惡劣的天氣無法正常工作，但是該技術(shù)相對成熟并且已在自動駕駛中廣泛使用。同時，由于科學(xué)技術(shù)的不斷進步，可以將各種傳感器組合起來并應(yīng)用于自動駕駛，以充分利用集成優(yōu)勢，這也是自動駕駛未來發(fā)展的方向。在這些硬件中，硬件應(yīng)旨在優(yōu)化其應(yīng)用程序，這是其最基本的安全功能。在集成多種技術(shù)時，有必要分析它們是否兼容，以使它們不受限制自動駕駛研究和開發(fā)中安全性提高的幾個因素的影響。由于自動駕駛的核心內(nèi)容，軟件集成和多種算法支持傳感器的使用，因此自動駕駛可快速記錄有用的信息，過濾錯誤信息，提高信息處理效率并做出關(guān)鍵決策，確保自動駕駛的安全性。因此，在未來發(fā)展趨勢的框架內(nèi)，國內(nèi)汽車公司將專注于自動駕駛系統(tǒng)領(lǐng)域的研究，開發(fā)和創(chuàng)新，充分了解激光雷達的重要性，不斷降低成本并提供廣泛的應(yīng)用。這種類型的傳感器集成可提高自動駕駛系統(tǒng)的效率。4.2軍用4.2.1我軍1988年出版的《當(dāng)代中國的航空工業(yè)》披露，我國從20世紀50年代末開始研究無人機技術(shù)，先后研制成功“長空”-1號靶機、無偵-5高空照相偵察機和D4小型遙控飛機等3個產(chǎn)品系列，形成以多所航空航天類高等院校為依托的無人機設(shè)計研究機構(gòu)，具有自行設(shè)計與小批量生產(chǎn)能力，基本上滿足了國內(nèi)的軍需民用。

20世紀90年代，我空軍和陸軍部隊陸續(xù)列裝了多種無人機，包括無人偵察機、炮兵校射無人機、反輻射攻擊無人機、電子偵察無人機和電子干擾無人機等。有關(guān)科研院所和航空航天工業(yè)部門開始設(shè)計研制長航時的大中型無人機，陸續(xù)推出多個型號的高端無人機，如空軍列裝的攻擊-1、攻擊-2、攻擊-11察打一體無人機，還有前不久公開的“翔龍”無人機等。部分型號的無人機產(chǎn)品還走向了國際市場，如中國航空工業(yè)集團的“翼龍”系列和中國航天科技集團的“彩虹”系列察打一體無人機批量出口多個國家，并在中東地區(qū)的一些局部沖突和戰(zhàn)事中大顯身手。目前，主要國家競相角力的重點集中在高端無人機領(lǐng)域，如長航時的大型高空無人機和先進的無人戰(zhàn)斗機等。綜合來看，高性能的大中型無人機可以作為衡量各國無人機技術(shù)發(fā)展水平的重要指標(biāo)，像此次受閱的高空高速無人偵察機、察打一體的攻擊-2無人機和攻擊-11隱身無人機等。如今，中國的無人機技術(shù)發(fā)展在整體上已經(jīng)達到了世界先進水平且位居前列。4.2.2美軍洛馬公司與美陸軍坦克車輛研究、開發(fā)和工程中心合作進行了UAV遠距離投送UGV的試驗。在此過程中，KVIAXUAV通過吊索運輸一輛裝備了偵察、監(jiān)視和目標(biāo)確認傳感器(Gyrocam)系統(tǒng)的班組戰(zhàn)斗支援系統(tǒng)(SMSS)到達指定的目標(biāo)地點，指定地點被模擬為危害士兵生命安全的惡劣環(huán)境。K-MAX在收到遠程操作人員的指令后，在指定區(qū)域下放SMSS。成功著陸后，SMSS依靠自主行駛能力或遠程站點的遙控操作進行移動，對該區(qū)域進行環(huán)境要素的檢測與評估，將目標(biāo)坐標(biāo)和圖像通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳輸至幾百英里外的遠程操控中心;同時KVIAX返回基地。借助UAV的投送，地面無人平臺的跨區(qū)域偵察、檢測與評估的能力得到大幅提高。在視距外操控UAV與UGV之間的協(xié)同合作模式達到了無人裝備領(lǐng)域的領(lǐng)先水平。第五章傳感器在未來可能的應(yīng)用

5.1技術(shù)層面朝著智能化方向發(fā)展以傳統(tǒng)無人裝備傳感器為基礎(chǔ)，結(jié)合了微計算機或微處理器之類的技術(shù)進行通用開發(fā)。該開發(fā)線不僅可以有效地利用其自身的傳感器檢測技術(shù)，還具有計算機的計算和存儲功能，可以對數(shù)據(jù)進行分析和計算，然后將其與數(shù)據(jù)分析結(jié)果結(jié)合起來以進行重新完善與調(diào)節(jié)內(nèi)部的檢測系統(tǒng)，使信息和數(shù)據(jù)更具說服力。智能化發(fā)展意味著該傳感器可以自校準和評估，自動處理數(shù)據(jù)，與其內(nèi)存和其他功能集成，并執(zhí)行科學(xué)，高效的數(shù)據(jù)推斷和智能分析。隨著智能技術(shù)的發(fā)展，智能傳感器技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善，從而可以解決更復(fù)雜，更困難的任務(wù)和更復(fù)雜的問題。工業(yè)自動化應(yīng)用。借助無人裝備傳感器，可以在工業(yè)生產(chǎn)中執(zhí)行自動調(diào)整，控制和檢測，并且可以智能地控制，監(jiān)視和檢查整個生產(chǎn)過程，從而有效地取代了繁瑣的體力勞動，并提高了整個工業(yè)生產(chǎn)的效率。無人裝備傳感器可以將檢測到的物理量轉(zhuǎn)換為光電流，有效地檢測生產(chǎn)零件的表面粗糙度，橢圓度，直徑和長度，從而實現(xiàn)產(chǎn)品檢測的自動化和智能化。5.2生產(chǎn)層面朝著模塊化方向發(fā)展在傳感器中開發(fā)和使用各種新材料時，必須制造各種組成模塊，一組模塊發(fā)生故障后，這不會影響整個傳感器系統(tǒng)的運行和運行，這需要實現(xiàn)設(shè)備功能。分層啟動。即，如果模塊或組件達到其滿負荷，則系統(tǒng)可以自動打開另一組模塊或組件的功能，從而保持整個系統(tǒng)的有效運行，這不僅有助于增加資源。節(jié)約資源，也提高了整個系統(tǒng)的運行效率。5.3研究層面追求先進化在完善和改進無人裝備傳感器的功能時，主要從兩個方面著手：首先，改進了整個環(huán)節(jié)的技術(shù)，其次，尋找許多新的材料，原理和工藝。這就需要對各種新技術(shù)進行不斷的研究和創(chuàng)新。有必要積極借鑒國際先進的觀念和技術(shù)，結(jié)合國產(chǎn)傳感器的實際發(fā)展，深化改革，加強創(chuàng)新，促進我國無人裝備傳感器技術(shù)的發(fā)展和進步。確保技術(shù)進步5.4應(yīng)用層面更加追求全面化在信息化與智能化時代，許多系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，系統(tǒng)的自動化程度也在提高，必須獲取的信息和數(shù)據(jù)量也在增加?？梢哉f，無論是在廣闊的空間還是無盡的海洋中，甚至是在不同的工程系統(tǒng)中，基本上所有現(xiàn)代項目都與各種傳感器密不可分。因此，無人裝備傳感器需要在應(yīng)用水平上不斷改進，力求更加全面，有效地改變傳感器的特性，并在更多領(lǐng)域中推廣使用。在國防和軍事領(lǐng)域。無人裝備傳感器中的光敏元件具有很高的精度，良好的可靠性和較高的抗干擾性能，而由于高可靠性及高抗性，同時無人裝備傳感器也被用于航空航天探測，水下探測和核輻射探測。而且，許多半導(dǎo)體光電子器件在軍事上正變得越來越重要。例如，可以使用硫化鉛光敏電阻。它是紅外夜視和紅外導(dǎo)航系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)之一，可以有效地顯示無人裝備傳感器的特性和優(yōu)勢，進而為國防的現(xiàn)代發(fā)展做出貢獻。5.5功能層面追求多能化傳無人裝備傳感器基本上都是只能針對某一物理量，而無法應(yīng)對現(xiàn)在更加復(fù)雜的需求，而當(dāng)下對于傳感器要求需要其多功能化發(fā)展，以使傳感器可以同時檢測許多不同的物理量，盡管無人裝備傳感器雖然可靠性，靈敏度，準確性和抗干擾性都比較完整，但是由于環(huán)境因素的緣故，選擇哪種傳感器，還需要與其結(jié)構(gòu)以及工作的原理為基礎(chǔ)，并結(jié)合各種功能和用途，并且將其他學(xué)科和技術(shù)彼此集成以實現(xiàn)功能的多功能性。在自然災(zāi)害防治中的應(yīng)用。無人裝備傳感器，因為其檢測功能特性，用于檢測各種地震，天氣，洪水和干旱以及火災(zāi)各種自然災(zāi)害當(dāng)中。借助無人裝備傳感器，可以有效地記錄和檢測各種自然災(zāi)害，以及及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)防自然災(zāi)害，以進行及時的預(yù)防和控制，并減少人員和財產(chǎn)。無人裝備傳感器可以檢測光強度，物體溫度，表面狀況，透光率等。例如，無人裝備傳感