不同車載傳感器的比較,目前,激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和攝像頭是公認(rèn)的自動(dòng)駕駛的三大關(guān)鍵傳感器技術(shù)。從技術(shù)上看,激光雷達(dá)與其他兩者相比具備強(qiáng)大的空間三維分辨能力。中國汽車工程學(xué)會、國汽智聯(lián)汽車研究院編寫的《中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2019)》稱,當(dāng)前在人工智能的重要應(yīng)用場景智能網(wǎng)聯(lián)汽車的自動(dòng)駕駛和輔助駕駛領(lǐng)域中,激光雷達(dá)是實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知的主要傳感器之一。報(bào)告認(rèn)為,在用于道路信息檢測的傳感器中,激光雷達(dá)在探測距離、精確性等方面,相比毫米波雷達(dá)具有一定的優(yōu)勢。激光雷達(dá)的智能化校準(zhǔn)功能減少了人工干預(yù)的需要。甘肅激光雷達(dá)
激光的誕生,光子入射到物質(zhì)中,以刺激電子從較高能級過渡到較低能級,并發(fā)射光子。當(dāng)原子處于某種激發(fā)態(tài)時(shí),有能量合適的光子從該原子附近通過,該原子就會釋放出一個(gè)具有同樣電勢能的光子,從而躍遷到低能級狀態(tài)。入射光子和發(fā)射光子具有相同的波長和相位,該波長對應(yīng)于兩個(gè)能級之間的能量差。一個(gè)光子刺激一個(gè)原子發(fā)射另一個(gè)光子,因此產(chǎn)生兩個(gè)相同的光子,1917年,愛因斯坦在量子理論的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)嶄新的概念一一受激輻射:即在物質(zhì)與輻射場的相互作用中,構(gòu)成物質(zhì)的原子或分子可以在光子的激勵(lì)下產(chǎn)生光子。雷達(dá)點(diǎn)云激光雷達(dá)批發(fā)激光雷達(dá)在災(zāi)害救援中提供了準(zhǔn)確的現(xiàn)場信息支持。
光學(xué)相控陣激光雷達(dá)(OPA),很多特殊的Lidar使用OPA(OpticalPhasedArray)光學(xué)相控陣技術(shù)。OPA運(yùn)用相干原理,采用多個(gè)光源組成陣列,通過調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中每個(gè)發(fā)射單元的相位差,來控制輸出的激光束的方向。OPA激光雷達(dá)完全是由電信號控制掃描方向,能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)掃描角度范圍,對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全局掃描或者某一區(qū)域的局部精細(xì)化掃描,一個(gè)激光雷達(dá)就可能覆蓋近/中/遠(yuǎn)距離的目標(biāo)探測。優(yōu)點(diǎn):純固態(tài)Lidar,體積小,易于車規(guī);掃描速度快(一般可達(dá)到MHz量級以上);精度高(可以做到μrad量級以上);可控性好(可以在感興趣的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行高密度掃描),缺點(diǎn):易形成旁瓣,影響光束作用距離和角分辨率,使激光能量被分散;加工難度高:光學(xué)相控陣要求陣列單元尺寸必須不大于半個(gè)波長;探測距離很難做到很遠(yuǎn)。
點(diǎn)頻,即周期采集點(diǎn)數(shù),因?yàn)榧す饫走_(dá)在旋轉(zhuǎn)掃描,因此水平方向上掃描的點(diǎn)數(shù)和激光雷達(dá)的掃描頻率有一定的關(guān)系,掃描越快則點(diǎn)數(shù)會相對較少,掃描慢則點(diǎn)數(shù)相對較多。一般這個(gè)參數(shù)也被稱為水平分辨率,比如激光雷達(dá)的水平分辨率為 0.2°,那么掃描的點(diǎn)數(shù)為 360°/0.2°=1800,也就是說水平方向會掃描 1800 次。那么激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)一周,即一個(gè)掃描周期內(nèi)掃描的點(diǎn)數(shù)為 1800*64=115200。比如禾賽 64 線激光雷達(dá),掃描頻率為 10Hz 的時(shí)候水平角分辨率為 0.2°,在掃描頻率為 20Hz 的時(shí)候角分辨率為 0.4°(掃描快了,分辨率變低了)。輸出的點(diǎn)數(shù)和計(jì)算的也相符合 1152000 pts/s。激光雷達(dá)在無人倉儲系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)貨物的精確定位。
當(dāng)我們用當(dāng)前幀和整個(gè)點(diǎn)云地圖進(jìn)行匹配的時(shí)候,我們便能得到傳感器在整個(gè)地圖中的位姿,從而實(shí)現(xiàn)在地圖中的定位。傳感器車規(guī)化,固態(tài)激光雷達(dá)取消了機(jī)械結(jié)構(gòu),能夠擊中目前機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的成本和可靠性的痛點(diǎn),是激光雷達(dá)的發(fā)展方向。除了這兩大迫切解決的痛點(diǎn)外,目前量產(chǎn)的激光雷達(dá)探測距離不足,只能滿足低速場景(如廠區(qū)內(nèi)、校園內(nèi)等)的應(yīng)用。日常駕駛、高速駕駛的場景仍在測試過程中。當(dāng)前機(jī)械式激光雷達(dá)的價(jià)格十分昂貴,Velodyne 在售的 64/32/16 線產(chǎn)品的官方定價(jià)分別為 8 萬/4 萬/8 千美元。一方面,機(jī)械式激光雷達(dá)由發(fā)射光源、轉(zhuǎn)鏡、接收器、微控馬達(dá)等精密零部件構(gòu)成,制造難度大、物料成本較高;另一方面,激光雷達(dá)仍未大規(guī)模進(jìn)入量產(chǎn)車、需求量小,研發(fā)費(fèi)用等固定成本難以攤薄。 量產(chǎn) 100 萬臺 VLP-32后,那么其售價(jià)將會降至 400 美元左右。激光雷達(dá)通過發(fā)射激光束,精確測量目標(biāo)距離,是自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵傳感器。雷達(dá)點(diǎn)云激光雷達(dá)廠商
激光雷達(dá)通過多角度掃描,獲取目標(biāo)的完整信息。甘肅激光雷達(dá)
當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)在于如何區(qū)分來自周邊其他LiDAR設(shè)備的信號,而各種信號調(diào)制和隔離方法也正在積極研發(fā)中。LiDAR系統(tǒng)的成本和維護(hù)——這類系統(tǒng)相比一些替代技術(shù)所使用的傳感器類型更加昂貴,當(dāng)然持續(xù)不斷的開發(fā)工作也在積極進(jìn)行,為滿足其大規(guī)模使用的需要而開發(fā)生產(chǎn)成本更低的系統(tǒng)。抑制非目標(biāo)對象的回波——類似于抑制之前提到的大氣虛假信號。但是這也可能會出現(xiàn)在空氣質(zhì)量良好的情況下。應(yīng)對這一挑戰(zhàn)通常涉及在不同的目標(biāo)距離處,以及在LiDAR接收器的視場范圍之內(nèi)使光束尺寸盡可能更小。甘肅激光雷達(dá)