自動(dòng)駕駛的耳目知多少？激光雷達篇

  ICCSZ訊 眾所周知，在眾多自動(dòng)駕駛的傳感器中，大家對激光雷達的評價(jià)是必不可少。無(wú)論從最早的谷歌的“豆莢車(chē)”到層出不窮的車(chē)企測試案列，激光雷達已然成為標配。那么今天我們來(lái)聊聊耳目中的大哥大，激光雷達（LIDAR）。

  一、什么是激光雷達?

  說(shuō)到這個(gè)，我們還是得看看為什么這個(gè)不可或缺。首先，他其實(shí)就是一種測量距離的遙感技術(shù)。主要就是用激光照射目標物體，并用檢測器來(lái)分析反射光，來(lái)測量距離。相信很多英語(yǔ)精通的人應該知道LIDAR其實(shí)就是Light Detection and Ranging的縮寫(xiě)。

  原理說(shuō)明太復雜，多說(shuō)無(wú)益，但是里面最必要的技術(shù)一定要說(shuō)一下，就是飛行時(shí)間(TOF：Time of Flight)，就是根據激光遇到障礙后的折返時(shí)間，計算目標與自己的相對距離。這些反饋回來(lái)的輪廓信息組成所謂的“點(diǎn)云”并繪制出三維環(huán)境地圖，精度可達到厘米級。

  現在業(yè)界對激光雷達的應用一般集中在以下幾個(gè)方面：

  1、障礙物檢測

  這種研究最多，一般是通過(guò)測量汽車(chē)前方的高度信息確定障礙物的分布。

  2、動(dòng)態(tài)障礙物的跟蹤

  這個(gè)其實(shí)是環(huán)境理解的重要組成部分，主要包括行人跟蹤和車(chē)輛跟蹤等。

  3、環(huán)境重建

  隨著(zhù)激光雷達的普及和精度的提高，基于激光雷達的三維構建和即時(shí)定位與地圖構建(SLAM：Simultaneous Localization and Mapping)的研究也取得了可人的進(jìn)步。

  當然，不同的激光雷達的構造存在差別，一般來(lái)說(shuō)雷達縱向會(huì )依次發(fā)射出好幾束激光，激光的數量叫線(xiàn)數，所有激光束在縱向打開(kāi)的角度，一般稱(chēng)為縱向探測角度。目前主流的有1線(xiàn)，4線(xiàn)，8線(xiàn)，16線(xiàn)，32線(xiàn)，64線(xiàn)，128線(xiàn)等。同理，水平方向激光可以覆蓋的探測范圍就是水平探測角度。對于水平和縱向探測范圍，一般角分辨率越小，激光雷達可以看清楚相鄰兩個(gè)物體的準確性就越高。

  關(guān)于激光雷達到底多少線(xiàn)數，人們一直都有討論。

  1線(xiàn)激光掃描區域可以簡(jiǎn)單定義為一個(gè)平面，是一個(gè)二維掃描方案。

  4線(xiàn)，8線(xiàn)一般縱向掃描范圍為3.2°-6.4°，這個(gè)范圍太小，也不能成為三維掃描，所以一般說(shuō)2.5D掃描。

  velodyne賣(mài)的64線(xiàn)縱向可達到30°，能夠收集到整個(gè)環(huán)境三維點(diǎn)云數據，單位時(shí)間內反饋點(diǎn)越多，信息越大。

  除此之外，還有個(gè)需要關(guān)注的參數。目前一般汽車(chē)上最常見(jiàn)的是762納米或905納米(主流)的激光。是因為其元器件價(jià)格便宜。劣勢就是他的波長(cháng)接近可見(jiàn)光(390-700納米)，可以輕易的被人眼聚集并吸收，所以在使用中要保證人眼安全。還有種1550納米的激光，波長(cháng)不被人眼聚集，但是技術(shù)元器件非常昂貴。所以用的比較少。

  二，激光雷達車(chē)載方案趨勢

  車(chē)企一般在激光雷達的需求上主要集中以下幾個(gè)方面：

  1、激光雷達小型化

  在傳統車(chē)企觀(guān)念中，為了兼顧駕駛樂(lè )趣和風(fēng)阻系數，自動(dòng)駕駛汽車(chē)和普通汽車(chē)在外觀(guān)上不應該有任何差別。

  在未來(lái)，激光雷達最好能被做成小體積直接嵌入車(chē)身，這就意味著(zhù)把機械旋轉部件做到最小甚至拋棄，這也是現在業(yè)界慢慢拋棄現階段激光結構，采用固態(tài)激光方案。

  當然現階段，也有些初創(chuàng )企業(yè)為了達到宣傳效果，完全不顧及成本，在車(chē)上裝128線(xiàn)做測試，也是屢見(jiàn)不鮮。

  2、激光雷達安裝偏向嵌入式方案

  隨著(zhù)自動(dòng)駕駛這幾年的技術(shù)發(fā)展，有些激光雷達公司開(kāi)始和零部件供應商合作，想辦法把激光雷達隱藏在車(chē)燈中去。(IBEO)

  對于乘用車(chē)來(lái)說(shuō)，一些ADAS功能，激光雷達只需關(guān)注一個(gè)角度，因此不具備360°視角，如果L4級別更強調安全，需要覆蓋水平360°視角，所以預計會(huì )用多點(diǎn)布局的方式覆蓋全視角。

  3、成本，成本，成本，重要的事說(shuō)3遍！

  現在在測試，只要能達到效果，成本無(wú)所謂，但是要走上量產(chǎn)這一步，要想讓最終客戶(hù)買(mǎi)單，能省一塊錢(qián)是一塊錢(qián)。主要車(chē)企對成本太敏感了，都希望能便宜。但是機械室雷達價(jià)格成本比較難降，相比這個(gè)，MEMS激光雷達，相控陣激光雷達，Flash激光雷達有可能給出價(jià)格更低的產(chǎn)品。

       內容來(lái)源：光學(xué)工程/小星車(chē)言論