自动驾驶的耳目知多少？激光雷达篇

  ICCSZ讯 众所周知，在众多自动驾驶的传感器中，大家对激光雷达的评价是必不可少。无论从最早的谷歌的“豆荚车”到层出不穷的车企测试案列，激光雷达已然成为标配。那么今天我们来聊聊耳目中的大哥大，激光雷达（LIDAR）。

  一、什么是激光雷达?

  说到这个，我们还是得看看为什么这个不可或缺。首先，他其实就是一种测量距离的遥感技术。主要就是用激光照射目标物体，并用检测器来分析反射光，来测量距离。相信很多英语精通的人应该知道LIDAR其实就是Light Detection and Ranging的缩写。

  原理说明太复杂，多说无益，但是里面最必要的技术一定要说一下，就是飞行时间(TOF：Time of Flight)，就是根据激光遇到障碍后的折返时间，计算目标与自己的相对距离。这些反馈回来的轮廓信息组成所谓的“点云”并绘制出三维环境地图，精度可达到厘米级。

  现在业界对激光雷达的应用一般集中在以下几个方面：

  1、障碍物检测

  这种研究最多，一般是通过测量汽车前方的高度信息确定障碍物的分布。

  2、动态障碍物的跟踪

  这个其实是环境理解的重要组成部分，主要包括行人跟踪和车辆跟踪等。

  3、环境重建

  随着激光雷达的普及和精度的提高，基于激光雷达的三维构建和即时定位与地图构建(SLAM：Simultaneous Localization and Mapping)的研究也取得了可人的进步。

  当然，不同的激光雷达的构造存在差别，一般来说雷达纵向会依次发射出好几束激光，激光的数量叫线数，所有激光束在纵向打开的角度，一般称为纵向探测角度。目前主流的有1线，4线，8线，16线，32线，64线，128线等。同理，水平方向激光可以覆盖的探测范围就是水平探测角度。对于水平和纵向探测范围，一般角分辨率越小，激光雷达可以看清楚相邻两个物体的准确性就越高。

  关于激光雷达到底多少线数，人们一直都有讨论。

  1线激光扫描区域可以简单定义为一个平面，是一个二维扫描方案。

  4线，8线一般纵向扫描范围为3.2°-6.4°，这个范围太小，也不能成为三维扫描，所以一般说2.5D扫描。

  velodyne卖的64线纵向可达到30°，能够收集到整个环境三维点云数据，单位时间内反馈点越多，信息越大。

  除此之外，还有个需要关注的参数。目前一般汽车上最常见的是762纳米或905纳米(主流)的激光。是因为其元器件价格便宜。劣势就是他的波长接近可见光(390-700纳米)，可以轻易的被人眼聚集并吸收，所以在使用中要保证人眼安全。还有种1550纳米的激光，波长不被人眼聚集，但是技术元器件非常昂贵。所以用的比较少。

  二，激光雷达车载方案趋势

  车企一般在激光雷达的需求上主要集中以下几个方面：

  1、激光雷达小型化

  在传统车企观念中，为了兼顾驾驶乐趣和风阻系数，自动驾驶汽车和普通汽车在外观上不应该有任何差别。

  在未来，激光雷达最好能被做成小体积直接嵌入车身，这就意味着把机械旋转部件做到最小甚至抛弃，这也是现在业界慢慢抛弃现阶段激光结构，采用固态激光方案。

  当然现阶段，也有些初创企业为了达到宣传效果，完全不顾及成本，在车上装128线做测试，也是屡见不鲜。

  2、激光雷达安装偏向嵌入式方案

  随着自动驾驶这几年的技术发展，有些激光雷达公司开始和零部件供应商合作，想办法把激光雷达隐藏在车灯中去。(IBEO)

  对于乘用车来说，一些ADAS功能，激光雷达只需关注一个角度，因此不具备360°视角，如果L4级别更强调安全，需要覆盖水平360°视角，所以预计会用多点布局的方式覆盖全视角。

  3、成本，成本，成本，重要的事说3遍！

  现在在测试，只要能达到效果，成本无所谓，但是要走上量产这一步，要想让最终客户买单，能省一块钱是一块钱。主要车企对成本太敏感了，都希望能便宜。但是机械室雷达价格成本比较难降，相比这个，MEMS激光雷达，相控阵激光雷达，Flash激光雷达有可能给出价格更低的产品。

       内容来源：光学工程/小星车言论