汽車自動駕駛技術(shù)的出現(xiàn)，讓“上車即睡下車到達”不再是公共交通或是科幻電影的專利，雖然此前特斯拉等品牌的自動駕駛汽車帶來的體驗并不美好，但并不能阻擋汽車智能自動駕駛的探索腳步，我國國產(chǎn)激光雷達的上車應(yīng)用，成為了全球范圍內(nèi)的“階段性領(lǐng)跑”，開啟了真正的自動駕駛時代。

輪式移動機器人的眼睛

自動駕駛汽車（Autonomous vehicles；Self-driving automobile ）又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車，它還有個更科技化的名字，就是輪式移動機器人，是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。在20世紀已有數(shù)十年的歷史，21世紀初呈現(xiàn)出接近實用化的趨勢。

自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計算、雷達、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機動車輛。 我們都知道，汽車要實現(xiàn)安全駕駛，有兩方面的因素必不可少，一個是駕駛員的技術(shù)、經(jīng)驗、判斷的內(nèi)在因素，在自動駕駛汽車上，可以理解為擁有人工智能、視覺計算、全球定位系統(tǒng)等的電腦主控系統(tǒng)，另一個重要的因素就是駕駛員的眼睛所看到收集到的路況信息，在自動駕駛領(lǐng)域，就是汽車通過視頻攝像頭、雷達傳感器以及激光測距器了解到的周圍交通狀況。

當然實際的交通狀況非常復(fù)雜，而且隨時可能發(fā)生突發(fā)情況，這就要求自動駕駛汽車在感知方面必須細致全面，如果信息獲取感知不夠準確全面及時，就會造成電腦判斷失誤引發(fā)事故。以特斯拉為例，由于激光雷達成本高，特斯拉的自動駕駛汽車并沒有使用，而是主要以攝像頭與毫米波雷達相互配合來感知車輛周圍的情況，由于毫米波雷達發(fā)出的波頻率較低，收集到的信息較少，成像不清晰，路況觀測不準，就會導(dǎo)致電腦判斷失誤發(fā)生事故。

激光雷達因其頻率較高監(jiān)測準確，就可以很好地彌補這些不足，再與攝像頭、毫米波雷達配合作用，成為汽車犀利的“第三只眼睛”，極大地提高了自動駕駛的安全性。

雷達與激光雷達

對于雷達我們并不陌生，隨著我國航天航空事業(yè)的發(fā)展，那句“東風(fēng)光學(xué)USB雷達跟蹤正常！”常讓人們歡呼雀躍，還有普及率極高的倒車雷達等，都是雷達在人類發(fā)展史與實際生活中的應(yīng)用實例。

雷達，是英文Radar的音譯，源于radio detection and ranging的縮寫，意思為“無線電探測和測距”，即用無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標并測定它們的空間位置。因此，雷達也被稱為“無線電定位”。雷達的優(yōu)點是白天黑夜均能探測遠距離的目標，且不受霧、云和雨的阻擋，具有全天候、全天時的特點，并有一定的穿透能力。因此，它不僅成為軍事上必不可少的電子裝備，也廣泛應(yīng)用于社會經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)研究等各領(lǐng)域。

雷達的種類非常多，分類的方法也非常復(fù)雜，可以按照雷達的用途分類，如預(yù)警雷達；按照信號形式分類，如連續(xù)波雷達；按照角跟蹤方式分類，如單脈沖雷達；按照目標測量的參數(shù)分類，如測高雷達等等，而激光雷達則是雷達按照頻段分類出來的一種，此外還有超視距雷達、微波雷達、毫米波雷達等。

激光雷達（Laser Radar），是以發(fā)射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)。其工作原理是向目標發(fā)射探測信號（激光束），然后將接收到的從目標反射回來的信號（目標回波）與發(fā)射信號進行比較，作適當處理后，就可獲得目標的有關(guān)信息，如目標距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)。

激光雷達對自動駕駛的優(yōu)勢

與普通微波雷達相比，激光雷達具有高精度、高分辨率的優(yōu)勢，同時具有建立周邊3D模型的前景，如同汽車的“裸眼3D”，應(yīng)用在自動駕駛上優(yōu)勢明顯。

分辨率高

分辨率高，是激光雷達的最顯著的優(yōu)點，很多應(yīng)用都是基于此優(yōu)點得以展開。激光雷達可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率。通常角分辨率不低于0.1mard即可以分辨3km距離上相距0.3m的兩個目標，這是微波雷達無法辦到的，并可同時跟蹤多個目標；距離分辨率可達0.lm；速度分辨率能達到10m/s以內(nèi)，這些意味著可以利用多譜勒成像技術(shù)獲得目標的清晰圖像。

抗干擾能力強

激光直線傳播、方向性好，與微波雷達易受電磁波影響的情況不同，自然界中能對激光雷達起干擾作用的信號源不多，因此激光雷達抗有源干擾的能力很強，能夠更好的適應(yīng)復(fù)雜的路況環(huán)境。

可以”零高度”工作

微波雷達會受到各種地物回波的影響，在低空區(qū)域存在一定的盲區(qū)即無法探測的區(qū)域。而激光雷達，因其直線方向性特點，只有被照射的目標才會產(chǎn)生反射，完全不存在地物回波的影響，因此可以”零高度”工作，低空探測性能更好。

輕便小巧易操作

激光雷達輕便、小巧，發(fā)射口徑一般只有厘米級，整套系統(tǒng)的質(zhì)量與體積都更小，而且激光雷達的結(jié)構(gòu)相對簡單，維修方便，操縱容易。

彌補攝像頭的不足

與攝像頭相比，激光雷達不受白天黑夜等光線變化的干擾，并能輕易獲取三維信息及近距離的橫向視覺盲區(qū)信息；有效距離也遠于攝像頭；車輛低速狀態(tài)下，在目標物的識別和分類方面，激光雷達要優(yōu)于攝像頭；直接通過點云進行密度較高的繪制，無需再進行二次轉(zhuǎn)化。

2022年是國內(nèi)激光雷達上車元年

車載激光雷達的廣泛應(yīng)用，使自動駕駛技術(shù)更加安全成熟，尤其2022年，多家汽車企業(yè)加速入局，讓今年成為劃時代的國內(nèi)激光雷達上車元年。

隨著消費者對自動駕駛的關(guān)注提升，各企業(yè)加大研發(fā)力度，激光雷達成本降下來民用，使激光雷達技術(shù)逐漸成為下一個風(fēng)口。去年全球激光雷達領(lǐng)域融資138億，其中我國該領(lǐng)域投資金額為50.89億。今年搭載激光雷達上市的車型接近20款，中國車企占了一半以上，我國自主激光雷達公司已經(jīng)在量產(chǎn)車上實現(xiàn)了超越，可以說國產(chǎn)自主激光雷達技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了在全球范圍內(nèi)的“階段性領(lǐng)跑”，汽車的自動駕駛趨勢也已經(jīng)勢不可擋。

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