傳感器概覽
無人駕駛作爲高度集成的系統，所使用的傳感器種類繁多、技術跨度較大，如果要做分類，個人認爲可以簡單分爲服務於感知系統的和服務於定位系統的。展開來看，常見的有激光雷達、相機、毫米波、超聲波；組合導航（IMU）輪速計等，但再細分，其實又可以分出很多子類。這裏講一下常用的幾種感知傳感器。
激光雷達按線數分有1、4、8、16、32、40、64、128線等，按工作原理分有機械旋轉式和固態式，而固態又分爲 MEMS 型、Flash 型、相控陣型。因爲機械式技術相對成熟，可選擇的產品豐富，目前大部分還是在用機械旋轉式。但可以預見的是固態激光雷達是未來的趨勢，預計未來1~2年，使用的人會越來越多。
LiDAR 產品，常見關注的技術指標有：測距精度、反射率區分度、有效測距範圍、抗干擾能力等；激光雷達的優點是不依賴環境光源、測距精度高，可以達到 cm 級，缺點是會受雨水、陽光影響，且因爲是主動發射激光，具有鏡面效應。
不同激光雷達輸出效果比對，從左至右，從上至下：單線、64線、128線、固態
相機按工作原理分爲 RGB 相機、紅外相機、事件相機。RGB相機可以構成單目、雙目的應用；紅外相機分爲被動式與主動式；事件相機是一種比較新型的產品。
單目的測距精度一般會比較低爲米級～十米級不等，但測距範圍可以做到很大，只要能檢測到目標就能估計出距離，圖森未來在這點已經做到了1千米，而雙目可以顯著提高測距精度，但測距範圍受基線長度影響，一般可以做到 300~400m 米的距離。
圖森未來已突破千米感知
普通的 RGB 相機在夜晚沒有路燈的情況下，基本是瞎的，此時紅外相機的優勢便突顯出來。被動式紅外相機只能接收由物體散發出來的紅外光，相比與主動式，效果稍差，主動式紅外的感知範圍可以通過調整補光強度來控制，感知距離也可以做到幾百米。
紅外相機下的夜晚道路
事件相機的原理與傳統相機有很大區別，它打破了幀的概念，是以事件（發生變化的像素）爲單位輸出的，也可以硬件直接輸出光流信息，具有很高的動態範圍和非常低的數據量，爲 SLAM 應用提供了很多想想空間。圖森未來非常重視視覺傳感器，也在自主研發高動態、低照度的相機，可以參考我們的歷史文章：圖森未來突破夜間感知，實現無人駕駛卡車全天候運營，不再贅述。相機具有信息稠密且空間連續的優點，但往往對計算量的需求也是很大的，且傳統相機容易受環境光的影響。
傳統相機（左）VS圖森未來自研相機（右）在低光照情況下成像對比
毫米波是目前最成熟的車載傳感器，按測距範圍可以劃分成短距、中距和長距，按頻段劃分國內有24GHz和77GHz兩種，77G相對於24G來說，角分辨率會更高一些。具有極好的可靠性和天氣適應性，但沒有高度信息，且測量精度較低。
綜合來看，每種傳感器都有其優點，也有其不足的地方。無人駕駛傳感器的選擇，需要根據需求定位、業務場景、天氣環境、成本方面綜合考慮，選取出最適合的方案。但一般來說，會是以組合的形式存在，互補、互冗餘，以提供更可靠的感知方案。
多傳感器使用
傳感器有了，爲了能得到更高質量的標定結果和算法融合結果，往往還需要做一些處理，主要是不同傳感器的時間同步和同步觸發。
爲了能夠統一所有傳感器的時間，一般可以將衛星時間作爲所有傳感器的時間源，同樣處理器也使用衛星時間作爲時間源。但如何實現呢？不同傳感器有不同的特點，首先是處理器，處理器之間可以通過 NTP 進行時間同步，處理器和衛星的同步可以通過PPS實現。對於相機往往內部會有一個時鐘，通過內部時鐘，是可以對傳輸耗時進行補償的，然後通過處理器時間和補償時間，可以推算出實際的曝光時間。如果相機自身支持 PTP 或其他時間同步協議，則讓其與對應的服務自協商進行精密時間同步即可。對於激光雷達，大多數都支持 PPS 時間同步，只要給他提供穩定的 PPS 信號即可。而 PPS 信號是可以由組合導航產生的，這往往是其最基本的功能，很容易實現。這樣，所有傳感器的時間就都統一爲衛星時間了，時間的高精度統一，對於編隊行駛尤其重要。有了時間同步的基礎，就可以實現同步觸發了。
對於相機來說，可以通過發送觸發信號，讓其在特定時間進行曝光，這種信號可以是軟件的，也可以是硬件的，但硬件信號的精度無疑是遠遠高於軟件信號的精度的。對於激光雷達來說，一般都會有相位同步的功能，對於機械式雷達，可以控制其在特定時刻旋轉到特定角度。同理，組合導航的PPS信號是一切觸發源的基礎。
無時間同步
時間同步後
無同步觸發
同步觸發後
傳感器成本考量
不得不說，由於目前自動駕駛的規模還沒有大面積鋪開，硬件成本還是比較高的，一方面需要做好整體方案規劃，合理選型、佈局，另一方面，也要不斷優化算法，提高系統的魯棒性，使用相對低成本的傳感器，雖精度稍差，但在可控範圍內，以節約成本。隨着整個行業的發展，相信會有更多選擇、性價比高的傳感器硬件產品出現。