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车载传感器的自诊断与健康管理.docx
资料介绍
车载传感器的自诊断与健康管理
一、引言
一辆高阶智驾车辆搭载了十多个传感器——摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、IMU、GNSS——每个传感器都可能在长期运行中发生性能退化或完全故障。摄像头镜头因长期暴露在阳光下而产生镀膜老化，激光雷达的激光二极管随使用时间增加而发射功率衰减，毫米波雷达的天线罩因雨水和泥沙侵蚀而透波率下降——这些传感器性能退化的过程是渐进的，在日常使用中难以被驾驶员察觉。车载传感器的自诊断与健康管理（PHM，Prognostics and Health Management）系统持续监控每个传感器的运行状态，在性能退化到影响智驾系统安全之前发出预警或主动降级。
二、传感器性能退化的模式
摄像头性能退化。 摄像头是智驾系统中数量最多也最易受环境影响的一类传感器。镜头表面的污损是最常见的退化模式——雨雪天泥水飞溅到镜头上形成局部遮挡；夏季高温导致镜头内光学胶水的老化和脱膜；冬季车内外温差导致镜头内部结雾。CMOS图像传感器本身也会随时间老化——暗电流增大导致图像信噪比降低；部分像素点因老化而成为"坏点"，在图像中表现为固定位置的亮点或暗点。
激光雷达性能退化。 发射端的激光二极管是激光雷达中最脆弱的核心器件——发射功率随着工作时间的累积而缓慢下降，当功率下降到初始值的70%以下时，激光雷达的最大探测距离会显著缩短。接收端的SPAD或APD探测器同样存在老化效应——暗计数率随使用时间和温度升高而增大，降低了点云的信噪比。机械式激光雷达的旋转电机轴承磨损导致扫描精度的降低虽是缓慢的渐变过程但最终会影响点云配准和建图精度。
毫米波雷达性能退化。 毫米波雷达的MMIC芯片老化对性能的影响相对较小，但天线罩的环境退化是最常见的故障模式。天线罩表面的泥沙积累、盐雾腐蚀和紫外线老化会导致毫米波信号的穿透衰减和波束畸变。天线罩的透波率降低直接影响雷达的探测距离和测角精度——在透波率降低50%的情况下，雷达的探测距离可能缩短30%以上。
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| 65_车载传感器的自诊断与健康管理.docx | 39K |
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