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詳細無人駕駛汽車的關鍵技術——LiDAR

cici 來源:傳(chuan) 感器技術2018-02-05 我要評論(0 )   

無人駕駛汽車怎麽(me) 實現自動駕駛呢?這背後一個(ge) 關(guan) 鍵技術就是LiDAR,即激光雷達傳(chuan) 感器,俗稱光達,它也被稱為(wei) 無人駕駛汽車的眼睛。激

 無人駕駛汽車怎麽實現自動駕駛呢?這背後一個關鍵技術就是LiDAR,即激光雷達傳感器,俗稱光達,它也被稱為無人駕駛汽車的眼睛。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">詳細無人駕駛汽車的關(guan) 鍵技術——LiDAR

 

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">激光雷達,英文全稱為(wei) Light Detection And Ranging,簡稱LiDAR,即光探測與(yu) 測量,是一種集激光、全球定位係統(GPS)和IMU(Inertial Measurement Unit,慣性測量裝置)三種技術於(yu) 一身的係統,用於(yu) 獲得數據並生成精確的DEM(數字高程模型)。這三種技術的結合,可以高度準確地定位激光束打在物體(ti) 上的光斑,測距精度可達厘米級,激光雷達最大的優(you) 勢就是“精準”和“快速、高效作業(ye) ”。它是一種用於(yu) 精確獲得三維位置信息的傳(chuan) 感器,其在機器中的作用相當於(yu) 人類的眼睛,能夠確定物體(ti) 的位置、大小、外部形貌甚至材質。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">LiDAR通過測量激光信號的時間差、相位差確定距離,通過水平旋轉掃描或相控掃描測角度,並根據這兩(liang) 個(ge) 數據建立二維的極坐標係;再通過獲取不同俯仰角度的信號獲得第三維的高度信息。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">高頻激光可在一秒內(nei) 獲取大量(106-107數量級)的位置點信息(稱為(wei) 點雲(yun) ),並根據這些信息進行三維建模。除了獲得位置信息外,它還可通過激光信號的反射率初步區分不同材質。

激光雷達是自動駕駛的關鍵技術

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">Lidar大致分為(wei) 機載和地麵兩(liang) 大類應用,其中機載激光雷達是一種安裝在飛機上的機載激光探測和測距係統,可以量測地麵物體(ti) 的三維坐標。早在上世紀七十年代,由美國航天局研發,LIDAR測繪技術空載激光掃瞄技術開始了發展,並且速度飛快,約在1995年開始商業(ye) 化。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">除了軍(jun) 事領域的應用,激光雷達也迅速向民用市場擴展。其中,無人駕駛可以說是最熱門的一個(ge) 應用。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">詳細無人駕駛汽車的關(guan) 鍵技術——LiDAR

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">將Lidar應用於(yu) 自動駕駛,要追溯到美國的DARPA (美國國防高等研究計劃署),它每年都會(hui) 舉(ju) 辦無人駕駛汽車挑戰賽,在2007年的DARPA挑戰賽上,7支參賽隊伍中的6支都采用了Velodyne公司設計的Lidar,最終的第一二名就出自這六隻參賽隊。這引起了準備研發無人駕駛車的穀歌的注意,之後穀歌組建了隊伍,據稱,最初的人員就來自這些參賽隊員。穀歌於(yu) 2009年推出無人駕駛汽車項目,在其無人車原型中使用的就是Velodyne公司的Lida。

激光雷達在無人車市場的應用

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">近幾年,無人駕駛汽車市場發展火熱,穀歌之後,百度、Uber等主流無人駕駛汽車研發團隊都在使用激光雷達作為(wei) 傳(chuan) 感器之一,與(yu) 圖像識別等技術搭配使用,使汽車實現對路況的判斷。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">傳(chuan) 統的汽車廠商也紛紛開始研發無人駕駛汽車,包括大眾(zhong) 、日產(chan) 、豐(feng) 田等公司都在研發和測試無人駕駛汽車技術,他們(men) 也都采用了激光雷達。

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激光雷達的特點

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">Lidar係統測量3D空間中每個(ge) 像素到發射器間的距離和方向,通過傳(chuan) 感器創造出真實世界完整的3D模型。操作Lidar係統的基本方法是發射一束激光,然後測量光在物體(ti) 表麵反射而返回來的信號。Lidar模塊接收到反射回來的信號所需的時間提供了一種直接測量Lidar係統與(yu) 物體(ti) 之間的距離的手段。關(guan) 於(yu) 物體(ti) 的額外的信息,比如它的速率或材料成分,也可以通過測量反射回來的信號中的某些特性而得以確定,這些特性包括誘導多普勒頻移(induced Doppler shift)。最後,通過操控發射出去的光,可以測量出環境中許多不同的點,從(cong) 而創建出完整的3D模型。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">詳細無人駕駛汽車的關(guan) 鍵技術——LiDAR

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">激光雷達(LiDAR)類似於(yu) 雷達(radar),但是分辨率更高,因為(wei) 光的波長大約比無線電的波長小10萬(wan) 倍。它可以區分真實移動中的行人和人物海報、在三維立體(ti) 的空間中建模、檢測靜態物體(ti) 、精確測距。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">Lidar是通過發射激光束來探測目標位置、速度等特征量的雷達係統,具有測量精度高、方向性好等優(you) 點,具體(ti) 如下:

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">1、具有極高的分辨率

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">激光雷達工作於(yu) 光學波段,頻率比微波高2~3個(ge) 數量級以上,因此,與(yu) 微波雷達相比,激光雷達具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率;

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">2、抗幹擾能力強

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">激光波長短,可發射發散角非常小(μrad量級)的激光束,多路徑效應小(不會(hui) 形成定向發射,與(yu) 微波或者毫米波產(chan) 生多路徑效應),可探測低空/超低空目標;

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">3、獲取的信息量豐(feng) 富

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">可直接獲取目標的距離、角度、反射強度、速度等信息,生成目標多維度圖像;

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">4、可全天時工作

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">激光主動探測,不依賴於(yu) 外界光照條件或目標本身的輻射特性。它隻需發射自己的激光束,通過探測發射激光束的回波信號來獲取目標信息。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">但是激光雷達最大的缺點——容易受到大氣條件以及工作環境的煙塵的影響,要實現全天候的工作環境是非常困難的事情。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">激光雷達的原理與(yu) 結構

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">與(yu) 雷達原理相似,激光雷達使用的技術是飛行時間(TOF, Time of Flight)。具體(ti) 而言,就是根據激光遇到障礙物後的折返時間,計算目標與(yu) 自己的相對距離。激光光束可以準確測量視場中物體(ti) 輪廓邊沿與(yu) 設備間的相對距離,這些輪廓信息組成所謂的點雲(yun) 並繪製出3D環境地圖,精度可達到厘米級別,從(cong) 而提高測量精度。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">詳細無人駕駛汽車的關(guan) 鍵技術——LiDAR

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">想象一下,當發出光脈衝(chong) 時啟動秒表,然後當光脈衝(chong) (從(cong) 遇到的第一個(ge) 物體(ti) 反射出來)返回時停止計時器。通過測量激光的“飛行時間”,並且知道脈衝(chong) 行進的速度,就可以計算距離。光以每秒30萬(wan) 千米的速度傳(chuan) 播,因此需要非常高精度的設備來產(chan) 生關(guan) 於(yu) 距離的數據。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">為(wei) 了產(chan) 生完整的點雲(yun) ,傳(chuan) 感器必須能夠非常快速地對整個(ge) 環境進行采樣。激光雷達能夠做到這一點的一種方式是通過在單個(ge) 發射器/接收器上使用非常高的采樣率。 每個(ge) 發射器每秒發射數萬(wan) 或數十萬(wan) 個(ge) 激光脈衝(chong) 。這意味著,多達100000個(ge) 激光脈衝(chong) 在1秒內(nei) 完成從(cong) 激光器單元上的發射器到被測量的物體(ti) 的往返行程,並返回到激光雷達單元上位於(yu) 發射器附近的接收器。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">然而,固定線不足以映射整個(ge) 環境——它隻是在非常集中的區域給出非常清晰的分辨率。因此,許多激光雷達係統使用旋轉組件或旋轉鏡來使線圍繞環境進行360度掃描。常見的策略包括使單個(ge) 發射器和接收器向上或下偏轉使激光器視野覆蓋範圍更大。 例如,Velodyne的64線激光雷達係統具有26.8度的垂直視角(通過旋轉使其擁有360的度水平視角)。這個(ge) 激光雷達可以從(cong) 50米開外看到一個(ge) 12米高的物體(ti) 的頂部。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">下圖中可以看到,距離激光雷達的遠近不同,點雲(yun) 的疏密程度也不相同,這是由於(yu) 數據保真度隨著距離而下降。雖然它不是完美的,但是較高分辨率可用於(yu) 較近的物體(ti) ,因為(wei) 隨著到傳(chuan) 感器的距離增加,發射器之間的角度(例如,2度)會(hui) 導致這些點帶之間的間隔更大。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">在ADAS係統中,激光雷達通過透鏡、激光發射及接收裝置,基於(yu) TOF飛行時間原理獲得目標物體(ti) 位置、移動速度等特征數據並將其傳(chuan) 輸給數據處理器;同時,汽車的速度、加速度、方向等特征數據也將通過CAN總線傳(chuan) 輸到數據處理器;數據處理器對目標物體(ti) 及汽車本身的信息數據進行綜合處理並根據處理結果發出相應的被動警告指令或主動控製指令,以此實現輔助駕駛功能。

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portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">下圖展現的是穀歌無人駕駛公司Waymo在汽車上使用的激光雷達的布局:

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激光雷達的分類

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">激光雷達按有無機械旋轉部件分類,包括機械激光雷達和固態激光雷達。機械激光雷達帶有控製激光發射角度的旋轉部件,而固態激光雷達則依靠電子部件來控製激光發射角度,無需機械旋轉部件。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">機械激光雷達由光電二極管、MEMS反射鏡、激光發射接受裝置等組成,其中機械旋轉部件是指圖中可360°控製激光發射角度的MEMS發射鏡。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">固態激光雷達與(yu) 機械雷達不同,它通過光學相控陣列(OpticalPhasedArray)、光子集成電路(PhotonicIC)以及遠場輻射方向圖(FarFieldRadiationPattern)等電子部件代替機械旋轉部件實現發射激光角度的調整。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">光學相控陣和微波相控陣是一個(ge) 原理,利用的是光的相幹幹涉,出現了相位差,也就出現了幹涉峰。所以如何讓通過器件後光產(chan) 生相位差是研究的重點,這就需要找到合適的材料和激發方法。現在的激發方法主要是電光掃描,也就是通過加電使材料產(chan) 生相位差。現在兩(liang) 種比較熱,一個(ge) 是光波導陣列,一個(ge) 是MEMS器件的,MEMS器件這個(ge) 優(you) 點是掃描的速度快,但是感覺不是那麽(me) 必要,因為(wei) 瓶頸還是在掃描角度這兒(er) ,所以現在MEMS原理的商業(ye) 產(chan) 品還沒有看到。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">光波導陣列通過加電方式來實現光束掃描,利用光波導電光效應,對波導芯層加載電壓,使每個(ge) 波導芯層具有不同的附加折射率,波束得以在波導陣元輸出截麵光場具有不同的附加相位差,相位差按一定規律分布可引起輸出光速的偏轉。通過相位差按照一定規律分布輸出,從(cong) 而實現光束的掃描。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">固態激光雷達優(you) 勢:響應速度快,控製電壓低,掃描角度大,價(jia) 格低。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">由於(yu) 內(nei) 部結構有所差別,兩(liang) 種激光雷達的體(ti) 積大小也不盡相同。機械激光雷達體(ti) 積較大、價(jia) 格昂貴、測量精度相對較高,一般置於(yu) 汽車外部。固態激光雷達尺寸較小、性價(jia) 比較高、測量精度相對低一些,但可隱藏於(yu) 汽車車體(ti) 內(nei) ,不會(hui) 破壞外形美觀。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">詳細無人駕駛汽車的關(guan) 鍵技術——LiDAR

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">根據線束數量的多少,激光雷達又可分為(wei) 單線束激光雷達與(yu) 多線束激光雷達。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">顧名思義(yi) ,單線束激光雷達掃描一次隻產(chan) 生一條掃描線, 其所獲得的數據為(wei) 2D數據,因此無法區別有關(guan) 目標物體(ti) 的3D信息。不過, 由於(yu) 單線束激光雷達具有測量速度快、數據處理量少等特點, 多被應用於(yu) 安全防護、地形測繪等領域。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">傳(chuan) 統的激光雷達掃描視場非常小,如果想360度的觀察周圍,怎麽(me) 辦?最自然的辦法就是多搞幾束激光,線數越多覆蓋的角度越大。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">詳細無人駕駛汽車的關(guan) 鍵技術——LiDAR

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">多線束激光雷達掃描一次可產(chan) 生多條掃描線,目前市場上多線束產(chan) 品包括4線束、8線束、16線束、32線束、64線束等,其細分可分為(wei) 2.5D激光雷達及3D激光雷達。2.5D激光雷達與(yu) 3D激光雷達最大的區別在於(yu) 激光雷達垂直視野的範圍,前者垂直視野範圍一般不超過10°,而後者可達到30°甚至40°以上,這也就導致兩(liang) 者對於(yu) 激光雷達在汽車上的安裝位置要求有所不同。

激光雷達的參數指標

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">測量距離、測量精度、測量速率、角度分辨率是決(jue) 定三維激光雷達性能的幾個(ge) 重要指標。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">詳細無人駕駛汽車的關(guan) 鍵技術——LiDAR

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">例如,在無人駕駛汽車這個(ge) 應用領域,對激光雷達的探測距離是有要求的。比如說高速公路上要能夠檢測到前方車輛,還有在十字路口上,要能夠觀測馬路對麵的汽車。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">有趣的是,精度不是越高越好。激光雷達獲取的的數據可以進行障礙物識別、動態物體(ti) 檢測及定位,如果精度太差就無法達到以上目的;但是,精度太好也有問題,高精度對激光雷達的硬件提出很大的要求,計算量會(hui) 非常大,成本也會(hui) 非常高。所以精度應該是適中就好。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">還有一點不能忽視的是角分辨率,角分辨率決(jue) 定打出去後的兩(liang) 個(ge) 激光點之間的距離。單點測距精度達到後,如果打到物體(ti) 表麵兩(liang) 點間距離(點位)太遠,測距精度也就失去意義(yi) 了。

激光雷達的機遇和挑戰

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">機遇

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">激光雷達在智能機器生態係統中有很多機遇。與(yu) 使用二維圖像相比,點雲(yun) 能夠更容易的被計算機使用,用於(yu) 構建物理環境的三維形象——二維圖像是人腦最容易理解的數據,而對於(yu) 計算機來說,點雲(yun) 是最容易理解的。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">二維激光雷達掃描器可在戶外使用,並專(zhuan) 為(wei) 移動、低功耗應用而設計。它隻用了競爭(zheng) 對手近四分之一的成本,這將給這類傳(chuan) 感器帶來全新的應用(我們(men) 在很多其他類型的傳(chuan) 感器中已經看到過這樣的現象)。 二維激光雷達也可以被搭載到另一個(ge) 旋轉的元件上以產(chan) 生環境中完整的三維點雲(yun) 。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">詳細無人駕駛汽車的關(guan) 鍵技術——LiDAR

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">其他公司正在尋求降低係統成本的其他策略,例如Quanergy的固態激光雷達。該係統大體(ti) 與(yu) 上文已介紹的係統相同,然而,與(yu) 使用旋轉光學器件來移動光束不同的是,它們(men) 使用 “相控陣列光學係統”來引導激光脈衝(chong) 的方向,它可以在某一方向上釋放一個(ge) 激光脈衝(chong) ,而讓下一個(ge) 脈衝(chong) (1微秒之後)瞄準視野中的其它地方。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">它能夠實時關(guan) 注視野範圍內(nei) 看似移動的物體(ti) ,這是對人類駕駛員的模仿——後者能及時注意到即將進入汽車所行駛的道路的障礙物。Quanergy係統被設計為(wei) 能在沒有機械移動的情況下做到這一點,並且每秒采樣大約100萬(wan) 個(ge) 數據點——這與(yu) 64線旋轉激光雷達的速度相當,卻能顯著降低成本。它另一個(ge) 優(you) 勢是更容易被集成在反光鏡和保險杠等其他汽車部件上。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">另外,更大和功率更高的係統也正在開發中,它可以從(cong) 在3萬(wan) 英尺高度飛行的飛機上對地麵成像,其分辨率足以能夠看到地麵上的車輛。雖然這些係統的市場需求更小,且成本更高,但其發展將繼續降低傳(chuan) 感器技術的整體(ti) 成本。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">挑戰

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">1、材質

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">由於(yu) 激光雷達基於(yu) 對激光脈衝(chong) 返回傳(chuan) 感器所需時間的測量,因此高反射率的表麵會(hui) 帶來問題。大多數材料從(cong) 微觀水平上看表麵粗糙,並且向所有方向散射光;這類散射光的一小部分返回到傳(chuan) 感器,並且足以產(chan) 生距離數據。然而,如果表麵反射率非常高,光就會(hui) 向遠離傳(chuan) 感器的方向散射,那麽(me) 這一區域的點雲(yun) 就會(hui) 不完整。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">2、環境

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">空氣中的環境也可以對激光雷達讀數造成影響。記錄顯示,大霧和大雨會(hui) 減弱發射的激光脈衝(chong) 而對激光雷達造成影響。為(wei) 了解決(jue) 這些問題,較大功率的激光器投入使用,但它對於(yu) 較小的、移動或對功率敏感的應用來說並不是一個(ge) 好的解決(jue) 方案。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">3、行駛速度

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">激光雷達係統麵臨(lin) 的另一個(ge) 挑戰是旋轉時的刷新率相對較慢。係統的刷新速率受複雜的光學器件旋轉速度的限製。激光雷達係統最快的旋轉速率大約是10Hz,這限製了數據流的刷新速率。當傳(chuan) 感器旋轉時,以60英裏/小時行駛的汽車在1/10秒內(nei) 行進8.8英尺,因此傳(chuan) 感器對於(yu) 在汽車駛過期間在這8.8英尺內(nei) 發生的變化基本上是看不清的。更重要的是,激光雷達覆蓋的範圍(在完美條件下)為(wei) 100-120米,這對於(yu) 以60英裏/小時行駛的汽車來說僅(jin) 相當於(yu) 不到4.5秒的行駛時間。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">4、成本

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">也許對於(yu) 激光雷達來說,高昂的設備成本是它需要克服的最大挑戰。盡管自該技術得到應用以來其成本已大幅降低,但仍然是它被大範圍采用的一個(ge) 重要障礙。對於(yu) 主流汽車工業(ye) 來說,一個(ge) 價(jia) 值2萬(wan) 美元的傳(chuan) 感器將無法被市場接受。伊隆·馬斯克說:“我不認為(wei) 它對於(yu) 汽車的發展是有意義(yi) 的,我認為(wei) 它不是必須的。”

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">5、屬性識別

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">雖然我們(men) 將激光雷達視為(wei) 計算機視覺的一個(ge) 組件,但點雲(yun) 卻是完全基於(yu) 幾何呈現的。相反,人眼除了形狀之外還能識別物體(ti) 的其他物理屬性,比如顏色和紋理。現在的激光雷達係統不能區分紙袋和岩石之間的差別,而這本應是傳(chuan) 感器理解和試圖避開障礙物時考慮的因素。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">6、黑客攻擊

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">激光雷達發出去的激光本身是沒有編碼的。所以接收器自己本身是沒辦法識別到底這束光線是它隔壁發射器發射出去的還是幹擾信號。黑客攻擊指的是采取模擬車輛、行人的信號,反饋給激光雷達造成周圍存在障礙物假象的攻擊手法。最終會(hui) 導致汽車被強製減速或者刹車。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">對激光雷達廠商而言,可以從(cong) 兩(liang) 個(ge) 角度去抵禦黑客的攻擊:如提高激光發射頻率,高速激光發射頻率在幾個(ge) 微秒,黑客的模擬信號就很難選擇什麽(me) 時候去發射幹擾信號為(wei) 接收器接收。另外,通過算法做一些錯誤判斷,參考之前幾頻數據過濾掉幹擾數據。

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">詳細無人駕駛汽車的關(guan) 鍵技術——LiDAR

portant; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微軟雅黑 !important;">激光雷達隻是用於(yu) 給計算機提供物理環境數據的眾(zhong) 多傳(chuan) 感器之一,但是生成的數據是計算機最容易理解的,並且它也將變得更便宜。Velodyne銷售和市場總監Wolfgang Juchmann稱,激光雷達的成本在過去7年裏下降了10倍。 得益於(yu) 成本的降低,我們(men) 將不斷看到新的潛在應用領域。

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