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gangzi0801

2018-12-09 22:57

帶你了解激光雷達

隨著通用汽車重心逐漸轉移至 Cruise Automation，Waymo 自動駕駛開始商業(yè)化和 BAT 在智能駕駛領域進行深度布局，不難看出自動駕駛技術成了大廠爭相踏入的一塊熱土，而說到自動駕駛則離不開感知、決策和控制三大核心邏輯。這三大核心邏輯也很好理解，把車看做一個人，那感知就像人的眼睛，搜集感受周圍的情況發(fā)送給大腦，大腦接收到眼睛感知的信息后，做出規(guī)劃決策，再控制手腳來執(zhí)行大腦的指令。這三環(huán)環(huán)環(huán)相扣，缺一不可。

我們今天先來看看第一環(huán)——感知。自動駕駛汽車的感知元件主要有攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達四種，我們這次重點來看綜合性能最好的激光雷達。

激光雷達按照機械結構可以分為兩種，一種是機械激光雷達，一種是固態(tài)激光雷達。

機械激光雷達外表上最大的特點就是有機械旋轉機構，也就是自己會轉，因此個頭較大。

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固態(tài)激光雷達其實還可以細分為 OPA、MEMS、Flash 三種線路，原理相對抽象就不展開了，我們來籠統(tǒng)地看一下，固態(tài)激光雷達結構上最大的特點就是沒有了旋轉部件，個頭相對較小。

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奧迪 A6 車標左側為法雷奧激光雷達

激光雷達幾個重要的參數(shù)分別為測量距離、角視場、測量精度、測量速率。

測量距離很好理解，最大測量距離決定了“眼睛”能看多遠，當我們在高速行駛時這個參數(shù)尤為重要，能看多遠決定了我們們能開太快，需要留足夠的反應時間，自動駕駛也是一樣。

角視場一般有垂直角視場和水平角視場，角視場決定了“眼睛”的視野有多大。

[attachment=89211]

測量精度意味著“眼睛”能看得多清楚，這個精度“夠用”就行，就像我們在開車時只需要看清周圍會對我們造成影響的物體就夠了，并不需要將地上的沙子、石子也看清。

這里有一個關鍵值就是角分辨率，角分辨率越小相對精度越高，舉個例子，一個角分辨率為 0.4 度的 64 線激光雷達，掃描 50 米外 1.7 米的物體可以產生 5 條線的數(shù)據(jù)，一個角分辨率為 0.33 度的 40 線激光雷達，同樣的物體可以獲得 6 條線的數(shù)據(jù)。

測量速率決定了“眼睛”傳播給“大腦”信息的刷新速度，激光雷達感知到了有一輛車，前后兩次數(shù)據(jù)的對比可以得出這輛車是否在運動，運動方向，運動速度，這個速度時刻影響著大腦的判斷。

機械式激光雷達將激光線束豎向排列形成一個面，通過械旋轉部件轉動這個面，掃描周圍環(huán)境即可呈現(xiàn)出三維立體圖形。我們常說的 16 線、32 線、64 線就是豎向排列線束的數(shù)量，數(shù)量越多，密度則越大，精度相對就越高，但計算機需要處理的信息量也隨著增大。

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Velodyne 64 線激光雷達“眼”里的世界