時間:2024-06-19 11:42:10來源:21ic電子網
這種雷達系統的組成部分通常包括激光發射、光學接收、信息處理和掃描系統。激光雷達能夠提供豐富的信息感知和處理能力,對于實現高級別的智能輔助駕駛功能至關重要。它可以感知識別路面環境,規劃行駛路線,并通過精確的控制技術達到預定目標,類似于汽車的“眼睛”。
你知道嗎?現在很多高端汽車都配備了一種神奇的裝置,叫做激光雷達。它可以讓汽車“看”得更遠、更清楚、更準確,甚至可以實現自動駕駛。那么,激光雷達到底是什么呢?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!
激光雷達的英文名是LIDAR,是Light Detection and Ranging的縮寫,意思是光學探測和測距。顧名思義,它就是利用激光來探測和測量物體的位置、形狀、速度等信息的一種技術。激光雷達的原理其實很簡單,就是發射一束激光,然后接收反射回來的激光信號,根據發射和接收的時間差和角度差,就可以計算出物體的距離和方向。通過不斷地掃描周圍的環境,就可以生成一個三維點云圖像,也就是我們常說的3D地圖。
激光雷達有什么用呢?其實它在很多領域都有廣泛的應用,比如測繪、考古、軍事、航空、航天等。但是對于我們普通消費者來說,最直接感受到激光雷達帶來的好處的就是汽車領域啦。因為激光雷達可以讓汽車具備了感知周圍環境的能力,比如,激光雷達可以幫助汽車實現自適應巡航、自動泊車、自動剎車、自動避障等功能,甚至,在未來,激光雷達還可以讓汽車實現完全的自動駕駛,提高了行駛的安全性和智能性。
那么,激光雷達有沒有缺點呢?其實是有的。首先,激光雷達很貴。目前市面上最便宜的激光雷達也要幾千元一臺,而高端的激光雷達則更貴。這對于大多數消費者來說會有一定的負擔。其次,激光雷達很復雜。它需要高精度的機械結構、電子電路、算法軟件等配合才能正常工作,這就增加了系統的復雜度和故障率。不過相信隨著科技的發展,它會越來越親民的,越來越貼近我們的使用習慣!
激光雷達又叫做LiDAR ,代表“光探測和測距”,該技術使用紅外光或激光來創建環境的 3D 圖像。NASA 最初開發 LiDAR 來監測太空中衛星的位置和路徑,但隨著技術差距的縮小和不斷發展,出現了與汽車安全技術和自動駕駛系統開發相關的地面應用。
LiDAR 的核心功能是充當車輛的眼睛,讓汽車始終可以“看到”各個方向。憑借 360 度實時繪制世界地圖的能力,LiDAR 可幫助車輛識別道路上或道路附近的物體,以避免與行人、騎車者、動物和其他靜止/移動的車輛發生碰撞。激光雷達使用與日常應用相同的激光,例如零售條碼掃描儀和音樂會燈光秀,這種激光技術安全無害。
車輛上的 LiDAR 傳感器發射單個光粒子,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 系統記錄每個光子的往返數據,測量到車輛附近每個物體的距離和時間。計算機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,使車輛能夠在到達物體之前很好地識別物體和位置。這允許車輛的電腦做出相應的反應,比如自動剎車等。激光雷達分為兩種,第一種是ToF飛行時間雷達,它通過測量發出和反射回來的光脈沖或光子來繪制周圍環境立體圖,ToF 通常具有 360 度范圍,允許單個設備完成這項工作,位于車輛頂部,實用性較差,造價更高。
另一種FMCW 調頻連續波激光雷達則會發出連續的光流而不是光脈沖,以繪制周圍環境的地圖。這種形式的激光雷達視野有限,具有90到 120度的視野。需要幾個固定的傳感器單元才能實現與單個ToF單元相當的覆蓋范圍。可以放在保險杠兩側、后視鏡、車頂等位置。
目前激光雷達較大的供應商包括Argo AI(福特、大眾),Luminar(沃爾沃) 等,激光雷達的優勢明顯,但也有缺點,那就是單個成本較高,比如安裝在保險杠兩側,遇到剮蹭或者撞車等情況,那就不是僅僅更換保險杠的成本,激光雷達一般有廠家特定的供應商,也無法在市面上購買更換,因此后期使用成本高昂,這一點在購車時需要提前知曉。
激光雷達顧名思義就是用“激光束”來代替“聲波”來進行對目標進行檢測、定位、跟蹤、成像與識別的電子設備。它除了搭載在汽車上,還廣泛應用于無人機、自主機器人、衛星、火箭上。
激光雷達的優點:
1. 光束的波長更短,抗干擾性更強,基本不會被外界的電磁波的信號和物質所干擾。
2. 光束的指向性更好,不會拐彎,所以探測距離更遠,范圍也更廣。
3. 精度更高,距離遠至百米外的小至厘米級的物體都能精準識別,所以無論是物體還是行人,甚至是移動速度、軌跡等,都可以被捕捉到。
4. 頻率更快,傳感器從目標返回的速度足夠快,讓車內電腦更加快速地實現環境實時感知及避障功能。
5. 全天時工作,在夜間光線不好時,也不會影響探測的效果。
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