汽車激光雷達(dá)是什么意思

汽車雷達(dá)" target="_blank">激光雷達(dá)，也稱為車載激光雷達(dá)，是一種利用激光作為探測(cè)手段的雷達(dá)系統(tǒng)。它通過發(fā)射光束來探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等信息。激光雷達(dá)的工作原理包括發(fā)射探測(cè)信號(hào)(通常是激光束)，并測(cè)量反射或散射信號(hào)的到達(dá)時(shí)間、強(qiáng)度等參數(shù)，以此來確定目標(biāo)的距離、方位、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及表面光學(xué)特性。這種雷達(dá)系統(tǒng)的組成部分通常包括激光發(fā)射、光學(xué)接收、信息處理和掃描系統(tǒng)。激光雷達(dá)能夠提供豐富的信息感知和處理能力，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高級(jí)別的智能輔助駕駛功能至關(guān)重要。它可以感知識(shí)別路面環(huán)境，規(guī)劃行駛路線，并通過精確的控制技術(shù)達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，類似于汽車的“眼睛”。

你知道嗎?現(xiàn)在很多高端汽車都配備了一種神奇的裝置，叫做激光雷達(dá)。它可以讓汽車“看”得更遠(yuǎn)、更清楚、更準(zhǔn)確，甚至可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。那么，激光雷達(dá)到底是什么呢?它是怎么工作的呢?今天咱們就一起來聊一聊，或許有你還不知道的小tips!

激光雷達(dá)的英文名是LIDAR，是Light Detection and Ranging的縮寫，意思是光學(xué)探測(cè)和測(cè)距。顧名思義，它就是利用激光來探測(cè)和測(cè)量物體的位置、形狀、速度等信息的一種技術(shù)。激光雷達(dá)的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是發(fā)射一束激光，然后接收反射回來的激光信號(hào)，根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差和角度差，就可以計(jì)算出物體的距離和方向。通過不斷地掃描周圍的環(huán)境，就可以生成一個(gè)三維點(diǎn)云圖像，也就是我們常說的3D地圖。

激光雷達(dá)有什么用呢?其實(shí)它在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，比如測(cè)繪、考古、軍事、航空、航天等。但是對(duì)于我們普通消費(fèi)者來說，最直接感受到激光雷達(dá)帶來的好處的就是汽車領(lǐng)域啦。因?yàn)榧す饫走_(dá)可以讓汽車具備了感知周圍環(huán)境的能力，比如，激光雷達(dá)可以幫助汽車實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航、自動(dòng)泊車、自動(dòng)剎車、自動(dòng)避障等功能，甚至，在未來，激光雷達(dá)還可以讓汽車實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)駕駛，提高了行駛的安全性和智能性。

那么，激光雷達(dá)有沒有缺點(diǎn)呢?其實(shí)是有的。首先，激光雷達(dá)很貴。目前市面上最便宜的激光雷達(dá)也要幾千元一臺(tái)，而高端的激光雷達(dá)則更貴。這對(duì)于大多數(shù)消費(fèi)者來說會(huì)有一定的負(fù)擔(dān)。其次，激光雷達(dá)很復(fù)雜。它需要高精度的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子電路、算法軟件等配合才能正常工作，這就增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和故障率。不過相信隨著科技的發(fā)展，它會(huì)越來越親民的，越來越貼近我們的使用習(xí)慣!

激光雷達(dá)又叫做LiDAR ，代表“光探測(cè)和測(cè)距”，該技術(shù)使用紅外光或激光來創(chuàng)建環(huán)境的 3D 圖像。NASA 最初開發(fā) LiDAR 來監(jiān)測(cè)太空中衛(wèi)星的位置和路徑，但隨著技術(shù)差距的縮小和不斷發(fā)展，出現(xiàn)了與汽車安全技術(shù)和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)的地面應(yīng)用。

LiDAR 的核心功能是充當(dāng)車輛的眼睛，讓汽車始終可以“看到”各個(gè)方向。憑借 360 度實(shí)時(shí)繪制世界地圖的能力，LiDAR 可幫助車輛識(shí)別道路上或道路附近的物體，以避免與行人、騎車者、動(dòng)物和其他靜止/移動(dòng)的車輛發(fā)生碰撞。激光雷達(dá)使用與日常應(yīng)用相同的激光，例如零售條碼掃描儀和音樂會(huì)燈光秀，這種激光技術(shù)安全無害。

車輛上的 LiDAR 傳感器發(fā)射單個(gè)光粒子，稱為光子，撞擊附近的物體，如汽車、行人和樹木。然后光子反彈回傳感器。LiDAR 系統(tǒng)記錄每個(gè)光子的往返數(shù)據(jù)，測(cè)量到車輛附近每個(gè)物體的距離和時(shí)間。計(jì)算機(jī)算法將這些形狀組合在一起，形成車輛周圍世界的完整3D圖片。

LiDAR 的范圍為250 到 400 米，使車輛能夠在到達(dá)物體之前很好地識(shí)別物體和位置。這允許車輛的電腦做出相應(yīng)的反應(yīng)，比如自動(dòng)剎車等。激光雷達(dá)分為兩種，第一種是ToF飛行時(shí)間雷達(dá)，它通過測(cè)量發(fā)出和反射回來的光脈沖或光子來繪制周圍環(huán)境立體圖，ToF 通常具有 360 度范圍，允許單個(gè)設(shè)備完成這項(xiàng)工作，位于車輛頂部，實(shí)用性較差，造價(jià)更高。

另一種FMCW 調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)則會(huì)發(fā)出連續(xù)的光流而不是光脈沖，以繪制周圍環(huán)境的地圖。這種形式的激光雷達(dá)視野有限，具有90到 120度的視野。需要幾個(gè)固定的傳感器單元才能實(shí)現(xiàn)與單個(gè)ToF單元相當(dāng)?shù)母采w范圍?？梢苑旁诒ｋU(xiǎn)杠兩側(cè)、后視鏡、車頂?shù)任恢谩?

目前激光雷達(dá)較大的供應(yīng)商包括Argo AI(福特、大眾)，Luminar(沃爾沃) 等，激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)明顯，但也有缺點(diǎn)，那就是單個(gè)成本較高，比如安裝在保險(xiǎn)杠兩側(cè)，遇到剮蹭或者撞車等情況，那就不是僅僅更換保險(xiǎn)杠的成本，激光雷達(dá)一般有廠家特定的供應(yīng)商，也無法在市面上購買更換，因此后期使用成本高昂，這一點(diǎn)在購車時(shí)需要提前知曉。

激光雷達(dá)顧名思義就是用“激光束”來代替“聲波”來進(jìn)行對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)、定位、跟蹤、成像與識(shí)別的電子設(shè)備。它除了搭載在汽車上，還廣泛應(yīng)用于無人機(jī)、自主機(jī)器人、衛(wèi)星、火箭上。

激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)：

1. 光束的波長(zhǎng)更短，抗干擾性更強(qiáng)，基本不會(huì)被外界的電磁波的信號(hào)和物質(zhì)所干擾。

2. 光束的指向性更好，不會(huì)拐彎，所以探測(cè)距離更遠(yuǎn)，范圍也更廣。

3. 精度更高，距離遠(yuǎn)至百米外的小至厘米級(jí)的物體都能精準(zhǔn)識(shí)別，所以無論是物體還是行人，甚至是移動(dòng)速度、軌跡等，都可以被捕捉到。

4. 頻率更快，傳感器從目標(biāo)返回的速度足夠快，讓車內(nèi)電腦更加快速地實(shí)現(xiàn)環(huán)境實(shí)時(shí)感知及避障功能。

5. 全天時(shí)工作，在夜間光線不好時(shí)，也不會(huì)影響探測(cè)的效果。