激光雷達(dá)已成為自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵傳感器之一。市場上也有很多產(chǎn)品選擇。然而,有一些關(guān)于激光雷達(dá)的說法,但非專業(yè)人士很難區(qū)分這些陳述。關(guān)于激光雷達(dá)的“謠言”將引起讀者的關(guān)注。
1.激光雷達(dá)是一種非常高科技的設(shè)備
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* Slayer的聲波演示
激光雷達(dá)是在20世紀(jì)60年代早期發(fā)明脈沖激光后不久發(fā)明的。原理很簡單。就像蝙蝠根據(jù)物體反射的聲波測量物體的距離一樣,激光雷達(dá)只是用光波取代聲波。
激光雷達(dá)的作用是發(fā)射脈沖并測量從物體反射回來的時(shí)間。由于光速是恒定的,因此通過測量光波的飛行時(shí)間很容易計(jì)算距離。
這個(gè)物理基礎(chǔ)在過去的半個(gè)世紀(jì)里沒有改變,因此激光雷達(dá)的工作原理仍然很簡單。
激光雷達(dá)很貴
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*可見脈沖激光二極管
雖然由于激光源的高價(jià)格,激光雷達(dá)的價(jià)格長期保持較高,但激光二極管的發(fā)明大大降低了激光雷達(dá)的成本。
今天,可以購買可見脈沖激光二極管的價(jià)格不超過1美元,激光源的價(jià)格不再是影響激光器價(jià)格的主要因素。對于能夠進(jìn)行多點(diǎn)測量的成像激光雷達(dá),增加的成本通常與其成像方法有關(guān)。
采用Cepton Micro-Motion Technology(MMT)創(chuàng)新方法制造的成像激光雷達(dá)不會(huì)超過通用相機(jī)的價(jià)格。
固態(tài)激光雷達(dá)沒有活動(dòng)部件,是最好的方法
沒有移動(dòng)部件的固態(tài)激光雷達(dá)僅改善了激光器結(jié)構(gòu)的一個(gè)方面。無磨損結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了激光雷達(dá)的可靠性。然而,無磨損機(jī)制也將極大地降低激光雷達(dá)的性能。
最明顯的問題是激光雷達(dá)的測量距離減小,視野減小,或者對太陽光等環(huán)境光源更敏感。
此外,固態(tài)激光雷達(dá)的高成本也成為阻礙其在消費(fèi)市場中大規(guī)模部署的一個(gè)因素。
閃光激光雷達(dá)是最好的成像激光雷達(dá)
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*美國宇航局閃光激光雷達(dá)成像
NASA使用Flash Lidar進(jìn)行空間站對接操作。使用的激光雷達(dá)具有更高的分辨率和更長的探測距離。然而,為了達(dá)到所需的性能,激光雷達(dá)使用的波長(1550 nm)和所需功率(~100 kW峰值功率)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一百萬美元。
雖然閃光激光雷達(dá)的成像性能確實(shí)是最好的,但普通汽車并不需要花費(fèi)一百萬個(gè)傳感器。
5. 1550激光對人眼是安全的,905不是
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*波長圖
人眼安全受許多因素影響,而不僅僅是波長。除波長外,安全等級(jí)還取決于功率,發(fā)散角,脈沖持續(xù)時(shí)間和曝光方向等因素。
在類似條件下,1550nm激光的功率在安全范圍內(nèi)高于905nm激光的功率。然而,工程師傾向于設(shè)計(jì)不需要高功率激光的敏感光學(xué)探測器。與高成本的1550nm激光光源相比,硅基905nm激光器更適合,特別是在對成本敏感的汽車市場中。
6.激光雷達(dá)不能在惡劣天氣條件下工作。
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*機(jī)場天氣惡劣
事實(shí)上,激光雷達(dá),如相機(jī),是光學(xué)設(shè)備。如果霧阻擋了所有光線的傳輸,激光雷達(dá)就會(huì)失效。然而,為了量化這種影響,航空業(yè)明確定義了“能見度”的物理量,即在不明亮的背景下,可以看到和識(shí)別光強(qiáng)度為1000 cd的光源的最大距離。
根據(jù)視覺飛行規(guī)則的著陸限制,當(dāng)能見度大于1800英尺時(shí),激光雷達(dá)的性能不受影響。
7.激光雷達(dá)僅適用于汽車
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* Apollo 11首次使用激光精確測量地球與月球之間的距離。
激光雷達(dá)近年來僅用于汽車。
激光雷達(dá)于半個(gè)世紀(jì)前首次發(fā)明時(shí),其最著名的應(yīng)用是測量地球與月球之間的距離。后來,激光雷達(dá)被用來測量地面和云之間的距離以及其他天氣條件。
如今,激光雷達(dá)可用于需要測量物體距離的任何應(yīng)用中。隨著激光雷達(dá)的成本下降,激光雷達(dá)將用于安全和其他基礎(chǔ)設(shè)施,如交叉口
8. Cepton的微動(dòng)技術(shù)與MEMS相同
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* Cepton Vista汽車激光雷達(dá)
Cepton發(fā)明的微動(dòng)技術(shù)(MMT)利用無摩擦電磁驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行光學(xué)掃描。這種設(shè)計(jì)不同于MEMS,后者主要使用電流計(jì)進(jìn)行光束掃描。
Cepton Lidar不涉及光路中的任何檢流計(jì),簡化了結(jié)構(gòu),同時(shí)將光能損失降至最低。
9.激光雷達(dá)必須使用紅外線
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只要它是可以產(chǎn)生短脈沖的光波,就可以使用激光雷達(dá)。
實(shí)際上,用于測量的激光器通常使用綠色激光器。對于汽車應(yīng)用,任何可見激光都會(huì)導(dǎo)致駕駛員分心,因此經(jīng)常使用人眼看不到的紅外光。適當(dāng)?shù)倪^濾還可以改善激光雷達(dá)在環(huán)境光下的性能,例如在汽車前照燈的照明下。
10. FMCW激光雷達(dá)優(yōu)于TOF雷達(dá)
關(guān)于激光雷達(dá)的11個(gè)傳聞,你必須知道FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)激光雷達(dá)測量光波的相位差而不是飛行時(shí)間,因此它具有更高的測量精度(從毫米到微米)。這種高精度對于測量應(yīng)用是必要的,但是在執(zhí)行障礙物檢測時(shí)汽車不需要這種精度,并且厘米級(jí)精度就足夠了。
FMCW激光雷達(dá)復(fù)雜且昂貴,即使對于L4至L5自動(dòng)駕駛應(yīng)用也不具吸引力。
11.可以用相機(jī) 雷達(dá)或兩者的組合代替激光雷達(dá)
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*未來的流量高于L3
激光雷達(dá)最突出的特點(diǎn)是在測量3D物體時(shí)具有很高的空間分辨率。雷達(dá)可以檢測到停在前面的車,但不能判斷車是停在前面還是側(cè)面。在沒有足夠的環(huán)境照明的情況下,相機(jī)也將變得無用。
實(shí)際上,預(yù)計(jì)Lidar 雷達(dá)和攝像機(jī)將在L3及以上的自動(dòng)駕駛車輛中一起部署。