激光雷達(dá)能夠兼顧上述兩款傳感器的優(yōu)勢(shì)。與雷達(dá)一樣，激光雷達(dá)測(cè)距能力非常強(qiáng)悍，有些激光雷達(dá)也有測(cè)速能力。同時(shí)，其分辨率也比雷達(dá)要高，這就意味著它能偵測(cè)到更小的物體，并且分辨出這些物體是行人、立柱或是圍欄。與攝像頭相比，激光雷達(dá)在任何光線(xiàn)條件下效果都不錯(cuò)。但激光雷達(dá)的缺點(diǎn)是造價(jià)太高，目前還不能大規(guī)模使用在量產(chǎn)車(chē)上。
什么是激光雷達(dá)傳感器？
激光雷達(dá)傳感器是利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器，它由激光器、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。激光傳感器是新型測(cè)量?jī)x表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強(qiáng)等。
激光器按工作物質(zhì)可分為 4種。①固體激光器：它的工作物質(zhì)是固體。常用的有紅寶石激光器、摻釹的釔鋁石榴石激光器 (即YAG激光器)和釹玻璃激光器等。它們的結(jié)構(gòu)大致相同，特點(diǎn)是小而堅(jiān)固、功率高，釹玻璃激光器是目前脈沖輸出功率最高的器件，已達(dá)到數(shù)十兆瓦。②氣體激光器：它的工作物質(zhì)為氣體?，F(xiàn)已有各種氣體原子、離子、金屬蒸氣、氣體分子激光器。常用的有二氧化碳激光器、氦氖激光器和一氧化碳激光器，其形狀如普通放電管，特點(diǎn)是輸出穩(wěn)定，單色性好,壽命長(zhǎng),但功率較小，轉(zhuǎn)換效率較低。③液體激光器:它又可分為螯合物激光器、無(wú)機(jī)液體激光器和有機(jī)染料激光器，其中最重要的是有機(jī)染料激光器，它的最大特點(diǎn)是波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)。④半導(dǎo)體激光器：它是較年輕的一種激光器，其中較成熟的是砷化鎵激光器。特點(diǎn)是效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適宜于在飛機(jī)、軍艦、坦克上以及步兵隨身攜帶?？芍瞥蓽y(cè)距儀和瞄準(zhǔn)器。但輸出功率較小、定向性較差、受環(huán)境溫度影響較大。
什么是固態(tài)激光雷達(dá)？
這要從傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)式激光雷達(dá)說(shuō)起，早期的激光雷達(dá)為了探測(cè)車(chē)身周邊全部的信息，只能將激光發(fā)射器安裝在可以 360 度旋轉(zhuǎn)的萬(wàn)向節(jié)上，這樣一個(gè)活動(dòng)的零部件其耐用性和可靠性難以做到讓人滿(mǎn)意。激光雷達(dá)要進(jìn)軍主流市場(chǎng)就必須切換成固態(tài)設(shè)計(jì)，這就需要新的裝置將激光發(fā)射到不同方向以覆蓋車(chē)輛周邊環(huán)境。
目前，技術(shù)人員提出三種主要的固態(tài)激光雷達(dá)解決方案：
第一種是基于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS），整套系統(tǒng)只需一個(gè)很小的反射鏡就能引導(dǎo)固定的激光束射向不同方向。由于反射鏡很小，因此其慣性力矩并不大，可以快速移動(dòng)，速度快到可以在不到一秒時(shí)間里跟蹤到 2D 掃描模式。
MEMS 激光雷達(dá)的一大優(yōu)勢(shì)是傳感器可以動(dòng)態(tài)調(diào)整自己的掃描模式，以此來(lái)聚焦特殊物體，采集更遠(yuǎn)更小物體的細(xì)節(jié)信息并對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，這是傳統(tǒng)機(jī)械激光雷達(dá)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
第二種激光雷達(dá)采用相控陣設(shè)計(jì)，它搭載的一排發(fā)射器可以通過(guò)調(diào)整信號(hào)的相對(duì)相位來(lái)改變激光束的發(fā)射方向。如果發(fā)射器同步發(fā)射激光，激光則會(huì)射向同一個(gè)方向。不過(guò)，如果左側(cè)發(fā)射器相位處在右側(cè)之后，激光則會(huì)發(fā)射向左邊，向右發(fā)射同理。雖然原理簡(jiǎn)單易懂，但大多數(shù)相控陣激光雷達(dá)現(xiàn)在依然待在實(shí)驗(yàn)室里。
第三種是快閃雷達(dá)，它運(yùn)行起來(lái)更像攝像頭。激光束會(huì)直接向各個(gè)方向漫射，因此只要一次快閃就能照亮整個(gè)場(chǎng)景。隨后，系統(tǒng)會(huì)利用微型傳感器陣列采集不同方向反射回來(lái)的激光束?？扉W雷達(dá)的一大優(yōu)勢(shì)是它能快速記錄整個(gè)場(chǎng)景，避免了掃描過(guò)程中目標(biāo)或激光雷達(dá)移動(dòng)帶來(lái)的各種麻煩。不過(guò)，這種方式也有自己的缺陷。像素越大，要處理的信號(hào)就越多。將海量像素塞進(jìn)光電探測(cè)器，必然會(huì)帶來(lái)各種干擾，其結(jié)果就是精度的下降。
小電評(píng)：
自動(dòng)駕駛的路途上，注定充滿(mǎn)坎坷。想要讓汽車(chē)擁有對(duì)環(huán)境的識(shí)別能力，雷達(dá)、攝像頭與激光雷達(dá)三者并用，才能超越天氣、光線(xiàn)等外界環(huán)境影響，這其中激光雷達(dá)又以更高的精度和遠(yuǎn)度而成為絕對(duì)的王者，而汽車(chē)上又必須以固態(tài)雷達(dá)為主力。就這樣，激光雷達(dá)一步步發(fā)展到今天，已經(jīng)初步具備大規(guī)模裝備的條件，主要是成本已經(jīng)逐步下探，為大批量運(yùn)用做好了準(zhǔn)備。
無(wú)人駕駛的重大意義：
1，安全性。大家知道中國(guó)每天死于交通事故人超過(guò)五百人，我經(jīng)常跟我的工程師說(shuō)如果因?yàn)槟愕呐Χ屩袊?guó)無(wú)人駕駛早一天實(shí)現(xiàn)，你就多救了五百條人命。我本來(lái)以為美國(guó)交通狀況會(huì)好很多，在美國(guó)雖然人口比中國(guó)少很多，美國(guó)每天死于交通事故人也在一百人左右，美國(guó)總共有三億人口。安全是人類(lèi)對(duì)無(wú)人駕駛非常高的期待。
2，效率提高。我們每天可以堵塞浪費(fèi)掉的時(shí)間，因?yàn)槟愣氯臅r(shí)候仍然可以工作，另外交通效率也可以大幅度的提升，有無(wú)人車(chē)以后停車(chē)場(chǎng)可能不再那么需要，停車(chē)場(chǎng)有人駕駛的時(shí)候是非常必要的，在無(wú)人車(chē)的時(shí)候不是那么的需要，大家可以想想這是為什么。
3，經(jīng)濟(jì)性。如果今天用無(wú)人駕駛車(chē)做出租車(chē)，出租車(chē)的成本就是每公里代價(jià)起碼可以下降一半，就能夠讓我們的出行變得更有效、更經(jīng)濟(jì)。每個(gè)城市因?yàn)橐M(jìn)無(wú)人駕駛、智慧交通可以提高效率，提升停車(chē)場(chǎng)利用率，可以降低死亡率，可以提高整個(gè)的效率，這是為什么很多城市積極參與和推動(dòng)無(wú)人駕駛的發(fā)展。過(guò)去一段時(shí)間，我走訪(fǎng)非常多的城市，我非常高興看到中國(guó)很多地方領(lǐng)導(dǎo)者很有遠(yuǎn)見(jiàn)、很有勇氣承擔(dān)推動(dòng)無(wú)人駕駛的落地和發(fā)展。
無(wú)人駕駛要發(fā)展，最重要是產(chǎn)業(yè)的融合，也就是說(shuō)把汽車(chē)、出行產(chǎn)業(yè)、高科技產(chǎn)業(yè)融合在一起，才能夠發(fā)揮真正的效率，這不是任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)單打獨(dú)斗的結(jié)果。哪一個(gè)國(guó)家這三個(gè)產(chǎn)業(yè)融合最好、融合的最有效率，就能夠贏得這一輪競(jìng)爭(zhēng)的勝利。
自動(dòng)駕駛未來(lái)將是標(biāo)配？
有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球有240多家企業(yè)不同程度涉足開(kāi)發(fā)汽車(chē)的自動(dòng)駕駛技術(shù)，除了國(guó)際上的谷歌、高通、英特爾、通用等科技巨頭，國(guó)內(nèi)的BAT、蔚來(lái)汽車(chē)等也正對(duì)該領(lǐng)域重金投入。
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