自動駕駛的耳目知多少？激光雷達篇

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

  一、什么是激光雷達?

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

  原理說明太復雜，多說無益，但是里面最必要的技術一定要說一下，就是飛行時間(TOF：Time of Flight)，就是根據激光遇到障礙后的折返時間，計算目標與自己的相對距離。這些反饋回來的輪廓信息組成所謂的“點云”并繪制出三維環境地圖，精度可達到厘米級。

  現在業界對激光雷達的應用一般集中在以下幾個方面：

  1、障礙物檢測

  這種研究最多，一般是通過測量汽車前方的高度信息確定障礙物的分布。

  2、動態障礙物的跟蹤

  這個其實是環境理解的重要組成部分，主要包括行人跟蹤和車輛跟蹤等。

  3、環境重建

  隨著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定位與地圖構建(SLAM：Simultaneous Localization and Mapping)的研究也取得了可人的進步。

  當然，不同的激光雷達的構造存在差別，一般來說雷達縱向會依次發射出好幾束激光，激光的數量叫線數，所有激光束在縱向打開的角度，一般稱為縱向探測角度。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物體的準確性就越高。

  關于激光雷達到底多少線數，人們一直都有討論。

  1線激光掃描區域可以簡單定義為一個平面，是一個二維掃描方案。

  4線，8線一般縱向掃描范圍為3.2°-6.4°，這個范圍太小，也不能成為三維掃描，所以一般說2.5D掃描。

  velodyne賣的64線縱向可達到30°，能夠收集到整個環境三維點云數據，單位時間內反饋點越多，信息越大。

  除此之外，還有個需要關注的參數。目前一般汽車上最常見的是762納米或905納米(主流)的激光。是因為其元器件價格便宜。劣勢就是他的波長接近可見光(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，波長不被人眼聚集，但是技術元器件非常昂貴。所以用的比較少。

  二，激光雷達車載方案趨勢

  車企一般在激光雷達的需求上主要集中以下幾個方面：

  1、激光雷達小型化

  在傳統車企觀念中，為了兼顧駕駛樂趣和風阻系數，自動駕駛汽車和普通汽車在外觀上不應該有任何差別。

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

  當然現階段，也有些初創企業為了達到宣傳效果，完全不顧及成本，在車上裝128線做測試，也是屢見不鮮。

  2、激光雷達安裝偏向嵌入式方案

  隨著自動駕駛這幾年的技術發展，有些激光雷達公司開始和零部件供應商合作，想辦法把激光雷達隱藏在車燈中去。(IBEO)

  對于乘用車來說，一些ADAS功能，激光雷達只需關注一個角度，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，所以預計會用多點布局的方式覆蓋全視角。

  3、成本，成本，成本，重要的事說3遍！

  現在在測試，只要能達到效果，成本無所謂，但是要走上量產這一步，要想讓最終客戶買單，能省一塊錢是一塊錢。主要車企對成本太敏感了，都希望能便宜。但是機械室雷達價格成本比較難降，相比這個，MEMS激光雷達，相控陣激光雷達，Flash激光雷達有可能給出價格更低的產品。

       內容來源：光學工程/小星車言論