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自动驾驶车辆传感系统技术规范

一、引言

自动驾驶车辆（AutomatedDrivingVehicle,ADV）的安全、可靠运行高度依赖于其传感系统对周围环境的精确感知与理解。传感系统作为ADV的“眼睛”和“耳朵”，负责持续采集、处理各类环境数据，为决策规划与控制执行提供关键输入。本技术规范旨在明确自动驾驶车辆传感系统的设计、开发、集成、测试及验证等环节的核心技术要求与性能指标，确保传感系统在复杂多变的实际道路交通环境中具备高度的鲁棒性、准确性和可靠性。本规范适用于L2及以上级别自动驾驶车辆的传感系统，可为相关产品的研发、生产与检验提供技术指导。

二、总体要求

2.1功能安全与预期功能安全

传感系统的设计与实现应符合ISO26262功能安全标准及ISO21448预期功能安全标准的相关要求，根据车辆自动驾驶等级确定相应的ASIL等级，并采取必要的安全机制（如传感器冗余、故障诊断与降级策略），以防止系统性失效和随机硬件失效导致的危害，同时最大限度减少因感知局限性或环境条件导致的性能不足引发的风险。

2.2信息安全

传感系统的数据采集、传输、存储与处理过程应具备足够的信息安全防护能力，防止数据泄露、篡改或恶意攻击。应考虑传感器通信接口的加密与认证，以及传感器固件的安全升级机制。

2.3可靠性与耐久性

传感系统及其组件应具备在预期使用寿命内（通常与车辆生命周期相当）的高可靠性。应能承受车辆运行过程中的振动、冲击、温度变化（-40℃至+85℃或更严苛）、湿度、电磁干扰等环境应力，并保持性能稳定。平均无故障时间（MTBF）应达到设计目标。

2.4环境适应性

传感系统应能在各种典型气象条件下有效工作，包括但不限于晴天、阴天、雨天、雪天、雾天、扬尘等，并对强光、逆光、隧道出入口等光照剧烈变化场景具有良好的适应性。

2.5电磁兼容性（EMC）

传感系统应符合相关的电磁兼容性标准，具备良好的电磁辐射抗扰度（RS）和电磁发射（EMI）特性，确保自身不受车辆内部及外部电磁环境的干扰，同时不对车辆其他电子设备及周围环境造成电磁干扰。

2.6可维护性与可升级性

传感系统的设计应考虑便于安装、调试、校准、维护及更换。关键传感器的安装位置应合理，避免易受碰撞或污染的区域，同时应预留必要的维护空间。系统软件及固件应具备OTA（Over-The-Air）升级能力，以支持功能优化和性能提升。

三、主要传感器类型及技术要求

3.1摄像头（Camera）

摄像头是感知环境中目标（车辆、行人、骑行者、交通标志、交通信号灯、车道线、可行驶区域等）的关键传感器。

3.1.1基本参数与性能

*分辨率：根据其在系统中的功能定位（如前视主摄像头、环视摄像头、后视摄像头）选择合适的分辨率，以确保对远距离目标的识别能力和近距离环境的覆盖范围。

*帧率：应满足对动态目标运动状态捕捉的需求，通常不低于XXfps（根据具体应用场景定义，如高速场景需更高帧率）。

*动态范围（HDR）：应具备高动态范围成像能力，以应对强光、逆光、阴影等复杂光照条件，确保图像细节清晰可见。

*视场角（FOV）：根据安装位置和功能需求选择适当的水平及垂直视场角，广角摄像头用于近距离环境覆盖，长焦摄像头用于远距离目标探测。多摄像头系统应保证视场角的合理覆盖与重叠。

*畸变校正：摄像头模组应提供经过标定的内参及畸变参数，或直接输出畸变校正后的图像数据。

*光谱响应：可见光摄像头应覆盖人眼可见光谱范围，可选配近红外（NIR）摄像头用于夜间或特定场景增强感知。

*图像处理延迟：从光线入射到图像数据（原始或预处理后）输出的延迟应尽可能小，以满足自动驾驶系统的实时性要求。

3.1.2环境适应性

*光照适应性：在强烈阳光直射、低光照（夜间）、逆光、隧道出入口等条件下，应能稳定输出高质量图像。

*镜头性能：镜头应具备良好的透光率，低畸变，合适的焦距，并配备自动或手动清洁装置（如雨刮、喷水、加热除雾）以应对雨水、灰尘、雪、霜等影响。

*温度与湿度：工作温度范围应覆盖-40℃至+85℃（或更宽），湿度应满足相关标准要求。

3.2激光雷达（LiDAR）

激光雷达通过发射激光束并接收回波来获取周围环境的三维点云数据，提供精确的目标距离、方位和轮廓信息。

3.2.1基本参数与性能

*点云密度：在有效探测范围内，单位面积的点云数量应满足目标识别与分类的需求，尤其在关键区域（如车辆前方）应具备较高点云密度。

*测距范围：应满足不同自动驾驶场景下对近距离障碍物和远距离目标的探测需求，提供最小测距和最大测距指标。

*测距精度：在有效测距范围内，距离测量误差应控制在规定范围内。

*水平/垂直视场角：水平视场角应尽可能覆盖车辆周围环境（