不同車載傳感器的比較,目前,激光雷達、毫米波雷達和攝像頭是公認的自動駕駛的三大關鍵傳感器技術。從技術上看,激光雷達與其他兩者相比具備強大的空間三維分辨能力。中國汽車工程學會、國汽智聯汽車研究院編寫的《中國智能網聯汽車產業(yè)發(fā)展報告(2019)》稱,當前在人工智能的重要應用場景智能網聯汽車的自動駕駛和輔助駕駛領域中,激光雷達是實現環(huán)境感知的主要傳感器之一。報告認為,在用于道路信息檢測的傳感器中,激光雷達在探測距離、精確性等方面,相比毫米波雷達具有一定的優(yōu)勢。激光雷達的智能化校準功能減少了人工干預的需要。甘肅激光雷達
激光的誕生,光子入射到物質中,以刺激電子從較高能級過渡到較低能級,并發(fā)射光子。當原子處于某種激發(fā)態(tài)時,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,該波長對應于兩個能級之間的能量差。一個光子刺激一個原子發(fā)射另一個光子,因此產生兩個相同的光子,1917年,愛因斯坦在量子理論的基礎上提出了一個嶄新的概念一一受激輻射:即在物質與輻射場的相互作用中,構成物質的原子或分子可以在光子的激勵下產生光子。雷達點云激光雷達批發(fā)激光雷達在災害救援中提供了準確的現場信息支持。
光學相控陣激光雷達(OPA),很多特殊的Lidar使用OPA(OpticalPhasedArray)光學相控陣技術。OPA運用相干原理,采用多個光源組成陣列,通過調節(jié)發(fā)射陣列中每個發(fā)射單元的相位差,來控制輸出的激光束的方向。OPA激光雷達完全是由電信號控制掃描方向,能夠動態(tài)地調節(jié)掃描角度范圍,對目標區(qū)域進行全局掃描或者某一區(qū)域的局部精細化掃描,一個激光雷達就可能覆蓋近/中/遠距離的目標探測。優(yōu)點:純固態(tài)Lidar,體積小,易于車規(guī);掃描速度快(一般可達到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區(qū)域進行高密度掃描),缺點: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:光學相控陣要求陣列單元尺寸必須不大于半個波長;探測距離很難做到很遠。
點頻,即周期采集點數,因為激光雷達在旋轉掃描,因此水平方向上掃描的點數和激光雷達的掃描頻率有一定的關系,掃描越快則點數會相對較少,掃描慢則點數相對較多。一般這個參數也被稱為水平分辨率,比如激光雷達的水平分辨率為 0.2°,那么掃描的點數為 360°/0.2°=1800,也就是說水平方向會掃描 1800 次。那么激光雷達旋轉一周,即一個掃描周期內掃描的點數為 1800*64=115200。比如禾賽 64 線激光雷達,掃描頻率為 10Hz 的時候水平角分辨率為 0.2°,在掃描頻率為 20Hz 的時候角分辨率為 0.4°(掃描快了,分辨率變低了)。輸出的點數和計算的也相符合 1152000 pts/s。激光雷達在無人倉儲系統中實現貨物的精確定位。
當我們用當前幀和整個點云地圖進行匹配的時候,我們便能得到傳感器在整個地圖中的位姿,從而實現在地圖中的定位。傳感器車規(guī)化,固態(tài)激光雷達取消了機械結構,能夠擊中目前機械旋轉式的成本和可靠性的痛點,是激光雷達的發(fā)展方向。除了這兩大迫切解決的痛點外,目前量產的激光雷達探測距離不足,只能滿足低速場景(如廠區(qū)內、校園內等)的應用。日常駕駛、高速駕駛的場景仍在測試過程中。當前機械式激光雷達的價格十分昂貴,Velodyne 在售的 64/32/16 線產品的官方定價分別為 8 萬/4 萬/8 千美元。一方面,機械式激光雷達由發(fā)射光源、轉鏡、接收器、微控馬達等精密零部件構成,制造難度大、物料成本較高;另一方面,激光雷達仍未大規(guī)模進入量產車、需求量小,研發(fā)費用等固定成本難以攤薄。 量產 100 萬臺 VLP-32后,那么其售價將會降至 400 美元左右。激光雷達通過發(fā)射激光束,精確測量目標距離,是自動駕駛的關鍵傳感器。雷達點云激光雷達廠商
激光雷達通過多角度掃描,獲取目標的完整信息。甘肅激光雷達
當前所面臨的挑戰(zhàn)在于如何區(qū)分來自周邊其他LiDAR設備的信號,而各種信號調制和隔離方法也正在積極研發(fā)中。LiDAR系統的成本和維護——這類系統相比一些替代技術所使用的傳感器類型更加昂貴,當然持續(xù)不斷的開發(fā)工作也在積極進行,為滿足其大規(guī)模使用的需要而開發(fā)生產成本更低的系統。抑制非目標對象的回波——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在空氣質量良好的情況下。應對這一挑戰(zhàn)通常涉及在不同的目標距離處,以及在LiDAR接收器的視場范圍之內使光束尺寸盡可能更小。甘肅激光雷達