車載激光雷達 遠還沒達到你以為的高度
隨著自動駕駛、3D打印、服務(wù)型機器人的普及與推廣,激光雷達這一產(chǎn)品開始反復(fù)出現(xiàn)在人們的視線之中。
激光雷達激光雷達分類繁多,真正了解它的人并不多。今天我們就先從與自動駕駛密切相關(guān)的車載激光雷達入手,來簡單了解一下它到底有何特別之處。
車載激光雷達又稱車載三維激光掃描儀,是一種移動型三維激光掃描系統(tǒng),是目前城市建模的最有效的工具之一。
車載激光雷達又稱車載三維激光掃描儀,是一種移動型三維激光掃描系統(tǒng)。激光傳播速度快,直線型好,車載激光雷達就是利用其特點,是通過不斷向周圍目標發(fā)射探測信號(激光束),并接收返回的信號(目標回波)來計算和描述被測量物理的有關(guān)信息,以達到動態(tài)3D掃描的目的。因此,激光雷達線束越多,視線越密集,測量的精準度、分辨率和安全性也就越高。
車載激光雷達普遍采用多個激光發(fā)射器和接收器,來建立三維點云圖。當前市場上,機械式多線束激光雷達是車載激光雷達主流方案,主要有4線/8線/16線/32線的,也有最高級別的64線和128線產(chǎn)品,但至今全球仍然只有Velodyne公司一家獨有。
即使只是4線級別的激光雷達,與其他汽車感應(yīng)識別技術(shù)(標準車載雷達及毫米波雷達等)相比,優(yōu)勢也很明顯:
1、分辨率高:激光雷達工作于光學波段(特殊波段),頻率比微波高2-3個數(shù)量級以上,并可同時跟蹤多個目標,因此,激光雷達具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率,這就意味著它能偵測到更小的物體,并且分辨出這些物體是行人、車輛或是垃圾堆,這也是激光雷達最顯著的優(yōu)點。
2、抗干擾能力強:激光屬于直線傳播、方向性好、光速非常窄,只有在其傳播路徑上才能接收到,所以干擾信號也很難進入激光雷達的接收機,另外,對于激光雷達而言,只有被照射的目標才會產(chǎn)生反射,完全不會受地物回波的影響,因此可探測低空/超低空目標,探測性遠高于微波雷達。
3、獲取的信息量豐富:可直接獲取目標的距離、角度、反射強度、速度等信息,生成目標的多維度圖像,使得整個畫面更加直觀。
在雨雪、濃霧、沙塵暴等天氣條件下,激光束的傳播距離大受影響,大氣環(huán)流還會使激光束發(fā)生畸變、抖動,直接影響激光雷達的測量精度,嚴重影響行車安全,這是車載激光雷達的天生缺陷。但毫米波雷達穿透煙、霧、灰塵的能力強(波長越長,穿透性越強),相比于激光雷達是一大優(yōu)勢。除此之外,成本高、體積大、產(chǎn)能低也是車載激光雷達的缺點。
不過目前國內(nèi)外進入激光雷達領(lǐng)域的企業(yè)越來越多,低成本化也正成為其發(fā)展趨勢。除了傳統(tǒng)強勢的業(yè)界霸主Velodyne,其他諸如美國的Quanergy、TriLumina,德國的 IBEO,以色列的 Innoviz,荷蘭的 Innoluce,以及加拿大的 Leddartech 也都已加入戰(zhàn)局,且日頭正盛。
國內(nèi)激光雷達起源于上世紀60年代,但一直到95年才市場化,起步較晚。目前以禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、北科天繪、思嵐科技、鐳神智能等公司為代表,它們的激光雷達產(chǎn)品多用于地形測繪、建筑測量、掃地機器人等領(lǐng)域,其中也有企業(yè)嘗試將激光雷達應(yīng)用于自動駕駛場景中,但受制于核心技術(shù)大部分還掌握在外企手中,技術(shù)壁壘難以攻破。
全球車載激光雷達技術(shù)目前都還處在不斷探索和研發(fā)之中,隨著自動駕駛技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及3D打印、無人機、服務(wù)類機器人等新興產(chǎn)業(yè)所帶來的資本傾斜,將來車載激光雷達攻克這些技術(shù)難題也只是時間問題,而未來整個行業(yè)的發(fā)展空間也非常巨大。