激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛中的作用,主要是3D/4D環(huán)境感知,,探測(cè)車(chē)輛行駛過(guò)程中的路況和障礙物,,把數(shù)據(jù)和信號(hào)傳遞給自動(dòng)駕駛的大腦,再做出相應(yīng)的駕駛動(dòng)作,。
激光雷達(dá)可以說(shuō)是自動(dòng)駕駛中無(wú)形的眼睛,,一輛車(chē)上大大小小的激光雷達(dá)可能數(shù)個(gè)或者數(shù)十個(gè)。
激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn):
1,、分辨率高
激光雷達(dá)可以獲得高的角度,、距離和速度分辨率。
通常角分辨率不低于0.1mard也是說(shuō)可以分辨3km距離上相距0.3m的兩個(gè)目標(biāo)(這是微波雷達(dá)無(wú)論如何也辦不到的),,并可跟蹤多個(gè)目標(biāo),;距離分辨率可達(dá)0.lm;速度分辨率能達(dá)到10m/s以?xún)?nèi),。
距離和速度分辨率高,,意味著可以利用距離——多譜勒成像技術(shù)來(lái)獲得目標(biāo)的清晰圖像。
分辨率高,,是激光雷達(dá)的顯著的優(yōu)點(diǎn),,其多數(shù)應(yīng)用都是基于此。
2,、隱蔽性好,、抗有源干擾能力強(qiáng)
激光直線(xiàn)傳播、方向性好,、光束非常窄,,只有在其傳播路徑上才能接收到,敵方截獲非常困難,,且激光雷達(dá)的發(fā)射系統(tǒng)(發(fā)射望遠(yuǎn)鏡)口徑很小,,可接收區(qū)域窄,有意發(fā)射的激光干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)的概率低,;與微波雷達(dá)易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同,,自然界中能對(duì)激光雷達(dá)起干擾作用的信號(hào)源不多,激光雷達(dá)抗有源干擾的能力很強(qiáng),,適于工作在日益復(fù)雜和激烈的信息戰(zhàn)環(huán)境中,。
3,、低空探測(cè)性能好
微波雷達(dá)由于存在各種地物回波的影響,,低空存在有一定區(qū)域的盲區(qū)(無(wú)法探測(cè)的區(qū)域),。
而對(duì)于激光雷達(dá)來(lái)說(shuō),只有被照射的目標(biāo)才會(huì)產(chǎn)生反射,,完全不存在地物回波的影響,,可以“零高度”工作,低空探測(cè)性能較微波雷達(dá)強(qiáng)了許多,。
4,、體積小、質(zhì)量輕
通常普通微波雷達(dá)的體積龐大,,整套系統(tǒng)質(zhì)量數(shù)以噸記,,光天線(xiàn)口徑達(dá)幾米甚至幾十米。
而激光雷達(dá)要輕便,、靈巧得多,,發(fā)射望遠(yuǎn)鏡的口徑一般只有厘米級(jí),整套系統(tǒng)的質(zhì)量小的只有幾十公斤,,架設(shè),、拆收都很簡(jiǎn)便。
激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,,維修方便,,操縱容易,價(jià)格也較低,。

汽車(chē)使用的雷達(dá)主要有三種:
1,、超聲波雷達(dá):這是一種很常見(jiàn)的傳感器,主要用于短距離障礙物探測(cè),,比如倒車(chē)?yán)走_(dá),,平時(shí)倒車(chē)時(shí)發(fā)出的滴滴聲,是超聲波雷達(dá)給出的反饋,。
它的優(yōu)點(diǎn)是成本低,,測(cè)距方法簡(jiǎn)單,適合短距離測(cè)量,。
2,、毫米波雷達(dá):工作原理和超聲波雷達(dá)類(lèi)似,但它更進(jìn)了一步,,多用于測(cè)距離,、速度和方位。
優(yōu)點(diǎn)是分辨率高,,反應(yīng)速度敏捷,,不受天氣影響,能夠穿透霧,、煙,、灰塵等,,測(cè)量距離更遠(yuǎn),一般在150-250米之間,。
3,、激光雷達(dá):優(yōu)點(diǎn)是探測(cè)范圍廣,獲取距離和位置的精度更高,,能生成三維的位置信息,,快速確定目標(biāo)的位置、大小,、外貌和材質(zhì),,在遠(yuǎn)、小障礙物,、近距離加塞等場(chǎng)景有優(yōu)勢(shì),。

激光雷達(dá)的障礙物檢測(cè)流程一般如下:
1、 考慮到車(chē)上有多個(gè)傳感器共同作業(yè),,需要對(duì)輸入的激光點(diǎn)云做時(shí)間同步和外參標(biāo)定,。
2、考慮到激光雷達(dá)的采樣噪聲和點(diǎn)云數(shù)據(jù)量大的問(wèn)題,,需要對(duì)點(diǎn)云做預(yù)處理,,減少數(shù)據(jù)量,剔除噪聲點(diǎn),。
3,、每幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)中包含了大量的地面點(diǎn),檢測(cè)的目的是獲取道路障礙物信息,,需要分割出地面上的點(diǎn)云,。
4、地面上的障礙物點(diǎn)通常采用無(wú)監(jiān)督的聚類(lèi)算法形成多個(gè)團(tuán)簇,,每個(gè)團(tuán)簇則表示一個(gè)障礙物,。
5、針對(duì)團(tuán)簇的物體識(shí)別可以根據(jù)任務(wù)需求而定,,如果需要類(lèi)別信息,,可以采用特征提取+分類(lèi)器的方式分類(lèi)障礙物。
6,、對(duì)每一塊團(tuán)簇做包圍框擬合,,計(jì)算障礙物屬性,比如中心點(diǎn),,質(zhì)心點(diǎn),,長(zhǎng)寬高等。
7,、對(duì)每一個(gè)障礙物構(gòu)建一個(gè)濾波器做跟蹤,,平滑輸出,。

激光雷達(dá)有哪些優(yōu)勢(shì):
1、激光雷達(dá)可以準(zhǔn)確估計(jì)障礙物的位置,。
到目前為止,我們還沒(méi)有更準(zhǔn)確的方法來(lái)做到這一點(diǎn),。
2,、如果我們看到車(chē)輛前面的激光雷達(dá)生成的點(diǎn)云,障礙物檢測(cè)系統(tǒng)沒(méi)有檢測(cè)到任何東西,,我們也可以停下來(lái),。
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