聊聊車(chē)載激光雷達(dá)那些事

激光雷達(dá)這一產(chǎn)品開(kāi)始反復(fù)出現(xiàn)在人們的視野中，不再那么深不可測(cè)，但真正了解它的人其實(shí)并不多。而且由于激光雷達(dá)分類(lèi)繁多，要一一弄清也并非易事，所以我們就先從與自動(dòng)駕駛密切相關(guān)的車(chē)載激光雷達(dá)入手，來(lái)大致了解一下它到底有什么特別之處。

世間沒(méi)有絕對(duì)完美的事物

車(chē)載激光雷達(dá)又稱(chēng)車(chē)載三維激光掃描儀，是一種移動(dòng)型三維激光掃描系統(tǒng)。其工作原理就是通過(guò)不斷向周?chē)繕?biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)(激光束),并接收返回的信號(hào)（目標(biāo)回波）來(lái)計(jì)算和描述被測(cè)量物理的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、姿態(tài)、形狀等參數(shù)，以達(dá)到動(dòng)態(tài)3D掃描的目的。

根據(jù)這一原理我們可以知道，激光雷達(dá)線(xiàn)束越多，視線(xiàn)越密集，測(cè)量的精準(zhǔn)度、分辨率和安全性也就越高。而車(chē)載激光雷達(dá)也普遍采用多個(gè)激光發(fā)射器和接收器，來(lái)建立三維點(diǎn)云圖。從當(dāng)前市場(chǎng)上較常見(jiàn)的車(chē)載激光雷達(dá)來(lái)看，機(jī)械式多線(xiàn)束激光雷達(dá)是主流方案，主要有4線(xiàn)/8線(xiàn)/16線(xiàn)/32線(xiàn)的，最高級(jí)別的64線(xiàn)和128線(xiàn)產(chǎn)品也有，但至今全球仍然只有Velodyne公司一家獨(dú)有。

不過(guò)即使只是4線(xiàn)級(jí)別的激光雷達(dá)，與其他汽車(chē)感應(yīng)識(shí)別技術(shù)（標(biāo)準(zhǔn)車(chē)載雷達(dá)及毫米波雷達(dá)等）相比，優(yōu)勢(shì)也很明顯：

1、分辨率高：激光雷達(dá)工作于光學(xué)波段（特殊波段），頻率比微波高2-3個(gè)數(shù)量級(jí)以上，并可同時(shí)跟蹤多個(gè)目標(biāo)，因此，激光雷達(dá)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(cè)到更小的物體，并且分辨出這些物體是行人、車(chē)輛或是垃圾堆，這也是激光雷達(dá)最顯著的優(yōu)點(diǎn)。

2、抗干擾能力強(qiáng)：激光屬于直線(xiàn)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(hào)也很難進(jìn)入激光雷達(dá)的接收機(jī)，另外，對(duì)于激光雷達(dá)而言，只有被照射的目標(biāo)才會(huì)產(chǎn)生反射，完全不會(huì)受地物回波的影響，因此可探測(cè)低空/超低空目標(biāo)，探測(cè)性遠(yuǎn)高于微波雷達(dá)。

3、獲取的信息量豐富：可直接獲取目標(biāo)的距離、角度、反射強(qiáng)度、速度等信息，生成目標(biāo)的多維度圖像，使得整個(gè)畫(huà)面更加直觀。

當(dāng)然，車(chē)載激光雷達(dá)也并非沒(méi)有缺點(diǎn)，容易受天氣影響便是其天生缺陷。比如在雨雪、濃霧、沙塵暴等天氣條件下，不僅激光束的傳播距離大受影響，大氣環(huán)流還會(huì)使激光束發(fā)生畸變、抖動(dòng)，直接影響激光雷達(dá)的測(cè)量精度，嚴(yán)重影響行車(chē)安全。但毫米波雷達(dá)穿透煙、霧、灰塵的能力強(qiáng)（波長(zhǎng)越長(zhǎng)，穿透性越強(qiáng)），相比于激光雷達(dá)是一大優(yōu)勢(shì)。這就有點(diǎn)類(lèi)似于，汽車(chē)的鹵素大燈與氙氣大燈的區(qū)別，雖然都覺(jué)得氙氣燈比鹵素?zé)舾呒?jí)一些，但在雨雪、霧霾等能見(jiàn)度低的天氣里，鹵素大燈穿透性卻更好，更有優(yōu)勢(shì)。

這也是為什么大多數(shù)研發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)的汽車(chē)廠家都認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛，攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)這三大傳感器系統(tǒng)缺一不可，因?yàn)橹挥兴鼈兏髯园l(fā)揮優(yōu)勢(shì)，共同協(xié)作，才有可能實(shí)現(xiàn)這一美好愿景。

除此之外，高昂的成本、售價(jià)是車(chē)載激光雷達(dá)的另一大劣勢(shì)。正如上文所說(shuō)，激光雷達(dá)線(xiàn)束越多，測(cè)量精準(zhǔn)度越高，但相應(yīng)的價(jià)格也就越昂貴。譬如之前國(guó)內(nèi)各類(lèi)關(guān)于自動(dòng)駕駛的相關(guān)報(bào)道中都有提及的業(yè)界領(lǐng)軍Velodyne的64線(xiàn)激光雷達(dá)，售價(jià)居然去到了70萬(wàn)元，比眾多豪華品牌整車(chē)售價(jià)還貴?？上攵?，該公司旗下的128線(xiàn)激光雷達(dá)的造價(jià)只會(huì)更加昂貴，能真正用得起的廠家估計(jì)都沒(méi)幾個(gè)，更別說(shuō)消費(fèi)者買(mǎi)單與否了。