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车载激光雷达 远还没达到你以为的高度

来源:光与世界

  发布:星之球科技

关键词:车载激光雷达 激光技术

2018-08-08

 随着自动驾驶、3D打印、服务型机器人的普及与推广,激光雷达这一产品开始反复出现在人们的视线之中。
 
激光雷达激光雷达分类繁多,真正了解它的人并不多。今天我们就先从与自动驾驶密切相关的车载激光雷达入手,来简单了解一下它到底有何特别之处。
 
车载激光雷达又称车载三维激光扫描仪,是一种移动型三维激光扫描系统,是目前城市建模的最有效的工具之一。
 
车载激光雷达又称车载三维激光扫描仪,是一种移动型三维激光扫描系统。激光传播速度快,直线型好,车载激光雷达就是利用其特点,是通过不断向周围目标发射探测信号(激光束),并接收返回的信号(目标回波)来计算和描述被测量物理的有关信息,以达到动态3D扫描的目的。因此,激光雷达线束越多,视线越密集,测量的精准度、分辨率和安全性也就越高。
 
车载激光雷达普遍采用多个激光发射器和接收器,来建立三维点云图。当前市场上,机械式多线束激光雷达是车载激光雷达主流方案,主要有4线/8线/16线/32线的,也有最高级别的64线和128线产品,但至今全球仍然只有Velodyne公司一家独有。
 
即使只是4线级别的激光雷达,与其他汽车感应识别技术(标准车载雷达及毫米波雷达等)相比,优势也很明显:
 
1、分辨率高:激光雷达工作于光学波段(特殊波段),频率比微波高2-3个数量级以上,并可同时跟踪多个目标,因此,激光雷达具有极高的距离分辨率、角分辨率和速度分辨率,这就意味着它能侦测到更小的物体,并且分辨出这些物体是行人、车辆或是垃圾堆,这也是激光雷达最显著的优点。
 
2、抗干扰能力强:激光属于直线传播、方向性好、光速非常窄,只有在其传播路径上才能接收到,所以干扰信号也很难进入激光雷达的接收机,另外,对于激光雷达而言,只有被照射的目标才会产生反射,完全不会受地物回波的影响,因此可探测低空/超低空目标,探测性远高于微波雷达。
 
3、获取的信息量丰富:可直接获取目标的距离、角度、反射强度、速度等信息,生成目标的多维度图像,使得整个画面更加直观。
 
在雨雪、浓雾、沙尘暴等天气条件下,激光束的传播距离大受影响,大气环流还会使激光束发生畸变、抖动,直接影响激光雷达的测量精度,严重影响行车安全,这是车载激光雷达的天生缺陷。但毫米波雷达穿透烟、雾、灰尘的能力强(波长越长,穿透性越强),相比于激光雷达是一大优势。除此之外,成本高、体积大、产能低也是车载激光雷达的缺点。
 
不过目前国内外进入激光雷达领域的企业越来越多,低成本化也正成为其发展趋势。除了传统强势的业界霸主Velodyne,其他诸如美国的Quanergy、TriLumina,德国的 IBEO,以色列的 Innoviz,荷兰的 Innoluce,以及加拿大的 Leddartech 也都已加入战局,且日头正盛。
 
国内激光雷达起源于上世纪60年代,但一直到95年才市场化,起步较晚。目前以禾赛科技、速腾聚创、北科天绘、思岚科技、镭神智能等公司为代表,它们的激光雷达产品多用于地形测绘、建筑测量、扫地机器人等领域,其中也有企业尝试将激光雷达应用于自动驾驶场景中,但受制于核心技术大部分还掌握在外企手中,技术壁垒难以攻破。
 
全球车载激光雷达技术目前都还处在不断探索和研发之中,随着自动驾驶技术的蓬勃发展以及3D打印、无人机、服务类机器人等新兴产业所带来的资本倾斜,将来车载激光雷达攻克这些技术难题也只是时间问题,而未来整个行业的发展空间也非常巨大。