日新月異的科技改變著我們的生活方式。在21世紀初,手動擋汽車非常普及;2010年后,自動擋汽車逐漸取代了手動擋汽車;2020年后,新能源汽車開始占領中國汽車市場。隨著新能源汽車日漸普及,智能駕駛也逐漸成為熱點話題。本期策劃,我們就來到了賽力斯智能駕駛研發(fā)中心,以問界汽車為例,說一說智能駕駛中會用到的一些自然常數(shù)。
重力加速度:9.81 米/ 秒2
重力加速度是物體在地球重力作用下自由下落的加速度,大約為9.81米/秒2,對智駕系統(tǒng)來說,這也是不能缺少的重要常數(shù)。當汽車上坡或下坡時,重力加速度會影響車輛的加速和制動行為。比如車輛在上坡時需要更多動力來克服重力,假設一臺問界M9(重約2600千克)在智能駕駛模式下,爬一個傾斜角度為10°的坡道,在保持速度不變的情況下,算法會要求智能駕駛系統(tǒng)至少再多提供10%的動力。
圓周率π:3.14
在智能駕駛的算法中,還會用到圓周率π。圓周率π非常重要,會出現(xiàn)在智駕算法里的許多地方。比如,當汽車在彎道上行駛或者掉頭時,要計算汽車的轉向角度,這就需要用到圓周率π;再比如,使用車輪傳感器來測量汽車的行駛速度和行駛距離時,也需要用到圓周率。一般來說,智能駕駛算法中使用的圓周率會精確到小數(shù)點后兩位,為3.14。
自然對數(shù)的底數(shù)e:2.7183
除了圓周率,另一個數(shù)學常數(shù)——自然對數(shù)的底數(shù)e也不可或缺。比如,在智能駕駛中,雷達和攝像頭會產生大量數(shù)據(jù),其中,有很多數(shù)據(jù)并不是那么重要,使用e的函數(shù)可以幫助智駕工程師來區(qū)分不同數(shù)據(jù)的重要性;再比如,路徑規(guī)劃時,使用e的函數(shù)可以幫助工程師更快地找到最優(yōu)路徑。e和圓周率π一樣,也是個無限不循環(huán)小數(shù),通常情況下,智能駕駛算法中用的e會精確到小數(shù)點后4位,即2.7183。
光速:299711535 米/ 秒
想要實現(xiàn)智駕,雷達少不了。雷達是用來測量汽車和道路上其他物體(欄桿、障礙物、其他汽車等)之間的距離的設備,比如激光雷達。它的工作原理利用了時間差測距法:雷達向某一方向發(fā)射激光,同時開始計時;激光在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回,雷達接收器收到反射回來的激光立即停止計時,根據(jù)計時器記錄的時間 ,乘以空氣中的光速299711535米/秒(真空中的光速是299792458米/秒,空氣中的光速比這個值低一些,可以用光速除以地表附近的空氣的折射率1.00027算出來),就可以計算出汽車和障礙物的距離S了,即:S=299711535×t ÷2。
聲速:340 米/ 秒
除了能發(fā)射電磁波的雷達,智能駕駛汽車上還會有若干個超聲波雷達。超聲波雷達以近距離探測為主,能夠精確檢測前后左右的障礙物,給駕駛員提供準確的距離信息。
其工作原理也利用了時間差測距法:超聲波雷達向某一方向發(fā)射超聲波,同時開始計時,超聲波在空氣中傳播,碰到障礙物立即返回,超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340米/秒,根據(jù)計時器記錄的時間t,就可以算出發(fā)射點和障礙物的距離S,即:S=340×t÷2。