聊聊車載激光雷達那些事

激光雷達這一產(chǎn)品開始反復出現(xiàn)在人們的視野中，不再那么深不可測，但真正了解它的人其實并不多。而且由于激光雷達分類繁多，要一一弄清也并非易事，所以我們就先從與自動駕駛密切相關的車載激光雷達入手，來大致了解一下它到底有什么特別之處。

世間沒有絕對完美的事物

車載激光雷達又稱車載三維激光掃描儀，是一種移動型三維激光掃描系統(tǒng)。其工作原理就是通過不斷向周圍目標發(fā)射探測信號(激光束),并接收返回的信號（目標回波）來計算和描述被測量物理的有關信息，如目標距離、方位、高度、姿態(tài)、形狀等參數(shù)，以達到動態(tài)3D掃描的目的。

根據(jù)這一原理我們可以知道，激光雷達線束越多，視線越密集，測量的精準度、分辨率和安全性也就越高。而車載激光雷達也普遍采用多個激光發(fā)射器和接收器，來建立三維點云圖。從當前市場上較常見的車載激光雷達來看，機械式多線束激光雷達是主流方案，主要有4線/8線/16線/32線的，最高級別的64線和128線產(chǎn)品也有，但至今全球仍然只有Velodyne公司一家獨有。

不過即使只是4線級別的激光雷達，與其他汽車感應識別技術（標準車載雷達及毫米波雷達等）相比，優(yōu)勢也很明顯：

1、分辨率高：激光雷達工作于光學波段（特殊波段），頻率比微波高2-3個數(shù)量級以上，并可同時跟蹤多個目標，因此，激光雷達具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率，這就意味著它能偵測到更小的物體，并且分辨出這些物體是行人、車輛或是垃圾堆，這也是激光雷達最顯著的優(yōu)點。

2、抗干擾能力強：激光屬于直線傳播、方向性好、光速非常窄，只有在其傳播路徑上才能接收到，所以干擾信號也很難進入激光雷達的接收機，另外，對于激光雷達而言，只有被照射的目標才會產(chǎn)生反射，完全不會受地物回波的影響，因此可探測低空/超低空目標，探測性遠高于微波雷達。

3、獲取的信息量豐富：可直接獲取目標的距離、角度、反射強度、速度等信息，生成目標的多維度圖像，使得整個畫面更加直觀。

當然，車載激光雷達也并非沒有缺點，容易受天氣影響便是其天生缺陷。比如在雨雪、濃霧、沙塵暴等天氣條件下，不僅激光束的傳播距離大受影響，大氣環(huán)流還會使激光束發(fā)生畸變、抖動，直接影響激光雷達的測量精度，嚴重影響行車安全。但毫米波雷達穿透煙、霧、灰塵的能力強（波長越長，穿透性越強），相比于激光雷達是一大優(yōu)勢。這就有點類似于，汽車的鹵素大燈與氙氣大燈的區(qū)別，雖然都覺得氙氣燈比鹵素燈更高級一些，但在雨雪、霧霾等能見度低的天氣里，鹵素大燈穿透性卻更好，更有優(yōu)勢。

這也是為什么大多數(shù)研發(fā)自動駕駛技術的汽車廠家都認為，要實現(xiàn)全自動駕駛，攝像頭、雷達、激光雷達這三大傳感器系統(tǒng)缺一不可，因為只有它們各自發(fā)揮優(yōu)勢，共同協(xié)作，才有可能實現(xiàn)這一美好愿景。

除此之外，高昂的成本、售價是車載激光雷達的另一大劣勢。正如上文所說，激光雷達線束越多，測量精準度越高，但相應的價格也就越昂貴。譬如之前國內各類關于自動駕駛的相關報道中都有提及的業(yè)界領軍Velodyne的64線激光雷達，售價居然去到了70萬元，比眾多豪華品牌整車售價還貴。可想而知，該公司旗下的128線激光雷達的造價只會更加昂貴，能真正用得起的廠家估計都沒幾個，更別說消費者買單與否了。