激光雷達(dá)的11個(gè)謠言，你知道嗎？

1.激光雷達(dá)是一種非常高科技的設(shè)備。

*蝙蝠的聲學(xué)演示

激光雷達(dá)是在20世紀(jì)60年代早期脈沖激光發(fā)明后不久發(fā)明的。原理其實(shí)很簡(jiǎn)單。就像蝙蝠根據(jù)物體反射的聲波來(lái)測(cè)量與物體的距離一樣，激光雷達(dá)只是用光波代替了聲波。

激光雷達(dá)所做的是發(fā)射一個(gè)脈沖，并測(cè)量它從一個(gè)物體反射回來(lái)所需的時(shí)間。由于光速是恒定的，所以通過(guò)測(cè)量光波的飛行時(shí)間就很容易計(jì)算出距離。

這個(gè)物理基礎(chǔ)在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里沒(méi)有改變，所以激光雷達(dá)的工作原理還是相當(dāng)簡(jiǎn)單的。

2.激光雷達(dá)很貴。

*可見(jiàn)脈沖激光二極管

雖然由于激光光源價(jià)格昂貴，激光雷達(dá)的價(jià)格長(zhǎng)期居高不下，但激光二極管的發(fā)明大大降低了激光雷達(dá)的成本。

現(xiàn)在不到一美元就能買(mǎi)到一個(gè)可見(jiàn)光脈沖激光二極管，激光光源的價(jià)格已經(jīng)不是影響激光雷達(dá)價(jià)格的主要因素。對(duì)于能夠多點(diǎn)測(cè)量的成像激光雷達(dá)，增加的成本通常與其成像方法有關(guān)。

Cepton微動(dòng)技術(shù)(MMT)的創(chuàng)新方法制造的成像激光雷達(dá)不會(huì)超過(guò)普通相機(jī)的價(jià)格。

3.固態(tài)激光雷達(dá)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，這是最好的方法。

沒(méi)有移動(dòng)部件的固態(tài)激光雷達(dá)只是改進(jìn)了激光器結(jié)構(gòu)的一個(gè)方面。無(wú)磨損結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了激光雷達(dá)的可靠性。然而，無(wú)磨損機(jī)制會(huì)大大降低激光雷達(dá)的性能。

最能說(shuō)明問(wèn)題的表現(xiàn)就是激光雷達(dá)的測(cè)量距離減小，視場(chǎng)角減小，或者對(duì)環(huán)境光源(比如太陽(yáng)光)更加敏感。

此外，固態(tài)激光雷達(dá)的高成本也成為阻礙其在消費(fèi)市場(chǎng)大規(guī)模部署的因素。

4.閃光激光雷達(dá)是最好的成像激光雷達(dá)。

*美國(guó)航天局的閃光激光雷達(dá)成像

美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)在空間站對(duì)接操作中使用了閃光激光雷達(dá)。該系統(tǒng)采用的激光雷達(dá)分辨率高，探測(cè)距離遠(yuǎn)。

然而，為了達(dá)到所需的性能，激光雷達(dá)的波長(zhǎng)(1550nm)和所需的功率(峰值功率~100 kW)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)百萬(wàn)美元。

雖然閃光激光雷達(dá)的成像性能確實(shí)是最好的，但是普通汽車(chē)不需要造價(jià)百萬(wàn)美元的傳感器。

5.1550激光對(duì)人眼安全，905不安全。

*波長(zhǎng)圖

人眼安全受多種因素影響，不僅僅是波長(zhǎng)。除了波長(zhǎng)，安全水平還取決于功率、發(fā)散角、脈沖持續(xù)時(shí)間、曝光方向等因素。

在其他條件相似的情況下，在安全范圍內(nèi)，1550nm激光的功率高于905nm激光。然而，工程師傾向于設(shè)計(jì)靈敏的光學(xué)探測(cè)器，這種探測(cè)器不需要高功率激光器。相對(duì)于高成本的1550nm激光光源，基于硅工藝的905nm激光更適合，尤其是在對(duì)成本高度敏感的汽車(chē)市場(chǎng)。

6.激光雷達(dá)在惡劣的天氣條件下無(wú)法工作。

*機(jī)場(chǎng)天氣情況惡劣

其實(shí)像相機(jī)一樣，激光雷達(dá)也是一種光學(xué)設(shè)備。如果霧阻擋了所有的光傳輸，激光雷達(dá)確實(shí)會(huì)失敗。但為了量化這種影響，航空界明確定義了物理量“能見(jiàn)度”，即在無(wú)光背景下，能看見(jiàn)并識(shí)別光強(qiáng)為1000坎德拉的光源的最大距離。

根據(jù)目視飛行規(guī)則的著陸限制，當(dāng)能見(jiàn)度大于1800英尺時(shí)，激光雷達(dá)的性能不會(huì)受到影響。

7.激光雷達(dá)只適用于汽車(chē)。

*阿波羅11號(hào)首次使用激光精確測(cè)量了地球和月球之間的距離。

激光雷達(dá)是近幾年才在汽車(chē)上使用的。

當(dāng)激光雷達(dá)在半個(gè)世紀(jì)前首次發(fā)明時(shí)，它最廣為人知的應(yīng)用是測(cè)量地球和月球之間的距離。后來(lái)，激光雷達(dá)被用于測(cè)量地面和云層之間的距離以及其他天氣條件。

如今，激光雷達(dá)可以用于任何需要測(cè)量物體距離的應(yīng)用中。隨著激光雷達(dá)成本的降低，激光雷達(dá)將用于十字路口、安全等基礎(chǔ)設(shè)施。

8.CEPTON的微動(dòng)技術(shù)和MEMS一樣。

*Cepton Vista車(chē)載激光雷達(dá)

Cepton發(fā)明的微動(dòng)技術(shù)(MMT)利用無(wú)摩擦電磁驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行光學(xué)掃描。這種設(shè)計(jì)不同于MEMS，MEMS主要使用振鏡進(jìn)行光束掃描。

Cepton激光雷達(dá)的光路中不涉及振鏡，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，使光能損失保持在最低水平。

9.激光雷達(dá)必須使用紅外光。

激光雷達(dá)只要能產(chǎn)生短脈沖光波就可以用。

事實(shí)上，綠色激光常用于激光雷達(dá)測(cè)量。對(duì)于汽車(chē)應(yīng)用，任何可見(jiàn)激光都會(huì)導(dǎo)致駕駛員分心，因此通常選擇人眼不可見(jiàn)的紅外光。適當(dāng)?shù)臑V波還可以改善激光雷達(dá)在環(huán)境光下的性能，例如汽車(chē)前照燈的照明。

10.FMCW激光雷達(dá)優(yōu)于TOF雷達(dá)。

FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)激光雷達(dá)測(cè)量的是光波的相位差，而不是飛行時(shí)間，因此測(cè)量精度更高(從毫米到微米)。這么高的精度對(duì)于勘測(cè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)是必須的，但對(duì)于汽車(chē)探測(cè)障礙物來(lái)說(shuō)卻不是必須的，厘米級(jí)的精度就足夠了。

FMCW激光雷達(dá)非常復(fù)雜和昂貴，即使對(duì)于L4到L5自動(dòng)駕駛應(yīng)用，它也沒(méi)有吸引力。

11.激光雷達(dá)可以被攝像機(jī)、雷達(dá)或二者的組合所取代。

激光雷達(dá)最突出的特點(diǎn)是在測(cè)量三維物體時(shí)也具有很高的空間分辨率。雷達(dá)可以探測(cè)到停在前面的車(chē)，但是不能分辨出車(chē)是停在前面還是停在旁邊。沒(méi)有足夠的環(huán)境照明，相機(jī)將變得無(wú)用。

事實(shí)上，激光雷達(dá)、雷達(dá)和攝像頭有望在L3及以上的自動(dòng)駕駛汽車(chē)中共同配備。