自動(dòng)駕駛的耳目知多少？激光雷達(dá)篇

  ICCSZ訊 眾所周知，在眾多自動(dòng)駕駛的傳感器中，大家對(duì)激光雷達(dá)的評(píng)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(cè)試案列，激光雷達(dá)已然成為標(biāo)配。那么今天我們來(lái)聊聊耳目中的大哥大，激光雷達(dá)（LIDAR）。

  一、什么是激光雷達(dá)?

  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(cè)量距離的遙感技術(shù)。主要就是用激光照射目標(biāo)物體，并用檢測(cè)器來(lái)分析反射光，來(lái)測(cè)量距離。相信很多英語(yǔ)精通的人應(yīng)該知道LIDAR其實(shí)就是Light Detection and Ranging的縮寫(xiě)。

  原理說(shuō)明太復(fù)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(jù)激光遇到障礙后的折返時(shí)間，計(jì)算目標(biāo)與自己的相對(duì)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(dá)到厘米級(jí)。

  現(xiàn)在業(yè)界對(duì)激光雷達(dá)的應(yīng)用一般集中在以下幾個(gè)方面：

  1、障礙物檢測(cè)

  這種研究最多，一般是通過(guò)測(cè)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

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

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

  關(guān)于激光雷達(dá)到底多少線數(shù)，人們一直都有討論。

  1線激光掃描區(qū)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，8線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線縱向可達(dá)到30°，能夠收集到整個(gè)環(huán)境三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，單位時(shí)間內(nèi)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(shù)。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?yàn)槠湓骷r(jià)格便宜。劣勢(shì)就是他的波長(zhǎng)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(zhǎng)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(dá)車(chē)載方案趨勢(shì)

  車(chē)企一般在激光雷達(dá)的需求上主要集中以下幾個(gè)方面：

  1、激光雷達(dá)小型化

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

  在未來(lái)，激光雷達(dá)最好能被做成小體積直接嵌入車(chē)身，這就意味著把機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件做到最小甚至拋棄，這也是現(xiàn)在業(yè)界慢慢拋棄現(xiàn)階段激光結(jié)構(gòu)，采用固態(tài)激光方案。

  當(dāng)然現(xiàn)階段，也有些初創(chuàng)企業(yè)為了達(dá)到宣傳效果，完全不顧及成本，在車(chē)上裝128線做測(cè)試，也是屢見(jiàn)不鮮。

  2、激光雷達(dá)安裝偏向嵌入式方案

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

  對(duì)于乘用車(chē)來(lái)說(shuō)，一些ADAS功能，激光雷達(dá)只需關(guān)注一個(gè)角度，因此不具備360°視角，如果L4級(jí)別更強(qiáng)調(diào)安全，需要覆蓋水平360°視角，所以預(yù)計(jì)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(xiàn)在在測(cè)試，只要能達(dá)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(duì)成本太敏感了，都希望能便宜。但是機(jī)械室雷達(dá)價(jià)格成本比較難降，相比這個(gè)，MEMS激光雷達(dá)，相控陣激光雷達(dá)，F(xiàn)lash激光雷達(dá)有可能給出價(jià)格更低的產(chǎn)品。

       內(nèi)容來(lái)源：光學(xué)工程/小星車(chē)言論