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从激光雷达兴起谈无人驾驶系统架构

背景

在手机智能化后，众多软件公司瞄准了另外一个常用大件产品的智能化，就是汽车智能化，汽车智能化的目标是实现无人驾驶，当然也会把手机智能化的功能移植到汽车环境里，让汽车有先进的输入输出功能，比如边自动运动边看电影听音乐打游戏，但汽车比手机要求更高的是驾驶的安全性，所以在传感器上比手机要严格的多，并且传感信号的处理要实时，这样才能达到代替人驾驶的效果。

现在百度、苹果、特斯拉、华为、长安、小鹏等国内外公司都在搞汽车智能化，本文结合这个趋势聊一些和软件开发相关的系统架构，硬件和软件是不分家的，硬件做的再好，如果没有软件支撑也起不了作用。

激光雷达

像飞机的雷达能够扫描出地形和敌方飞机，而汽车激光雷达以激光代替了电磁波，用激光来扫描周边物体，对环境进行认知。飞机用多个电磁波波束来扫描，汽车智能用的激光雷达也不可能只有一个，不同位置放置上激光雷达才会有更全面的认知效果，才能保证实时和安全。

无人驾驶系统架构

出于安全和实时性考虑，无人驾驶系统架构内要包含多传感器、传感器并行处理和实时操作系统。

无人驾驶系统不只是使用了激光雷达，还有其它的传感器，比如视觉传感器摄像头等，这些众多的传感器的信号进入到系统里，系统要进行并行处理，或者有并行效果的多任务处理，能短时间内估算出状态并调整状态，比如高速上行驶，看到了路边的行驶限速标志，这个视觉标志和当前速度传感器给出的速度参数结合，激光雷达给出的后车行驶状况参数结合，以安全的模式逐渐降速，保证自身和后车的安全。汽车行驶速度很快，这就要求并行处理要快，结果传输到控制系统里也要快，这就要求一个实时操作系统。

华为鸿蒙操作系统采用微内核，特点是低时延，甚至可到毫秒级乃至亚毫秒级，这个特点也是华为在无人驾驶行业竞争中的一个优势。

普通软件工程师心得

有很多普通的软件工程师不知道自己的发展方向，从热点方向找一些细节安排，进行锻炼有非常大的好处，比如无人驾驶系统架构，你可以用多线程模拟并行，多个模拟汽车在画面上行走，模拟状况在多线程里计算，保证模拟汽车的安全。这样的锻炼就会掌握多线程和绘图技术，对成长有很大的好处。