激光雷達深度解析

激光雷達，英文全稱為Light Detection And Ranging，簡稱LiDAR，即光探測與測量，是一種集激光、全球定位系統(tǒng)（GPS）和IMU（Inertial Measurement Unit，慣性測量裝置）三種技術(shù)于一身的系統(tǒng)，用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM（數(shù)字高程模型）。這三種技術(shù)的結(jié)合，可以高度準確地定位激光束打在物體上的光斑，測距精度可達厘米級，激光雷達最大的優(yōu)勢就是“精準”和“快速、高效作業(yè)”。它是一種用于精確獲得三維位置信息的傳感器，其在機器中的作用相當(dāng)于人類的眼睛，能夠確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)。

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(zhuǎn)掃描或相控掃描測角度，并根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)建立二維的極坐標系;再通過獲取不同俯仰角度的信號獲得第三維的高度信息。

高頻激光可在一秒內(nèi)獲取大量(106-107數(shù)量級)的位置點信息(稱為點云)，并根據(jù)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(qū)分不同材質(zhì)。

激光雷達是自動駕駛的關(guān)鍵技術(shù)

Lidar大致分為機載和地面兩大類應(yīng)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系統(tǒng)，可以量測地面物體的三維坐標。早在上世紀七十年代，由美國航天局研發(fā)，LIDAR測繪技術(shù)空載激光掃瞄技術(shù)開始了發(fā)展，并且速度飛快，約在1995年開始商業(yè)化。

除了軍事領(lǐng)域的應(yīng)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應(yīng)用。

將Lidar應(yīng)用于自動駕駛，要追溯到美國的DARPA （美國國防高等研究計劃署），它每年都會舉辦無人駕駛汽車挑戰(zhàn)賽，在2007年的DARPA挑戰(zhàn)賽上，7支參賽隊伍中的6支都采用了Velodyne公司設(shè)計的Lidar，最終的第一二名就出自這六只參賽隊。這引起了準備研發(fā)無人駕駛車的谷歌的注意，之后谷歌組建了隊伍，據(jù)稱，最初的人員就來自這些參賽隊員。谷歌于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(yīng)用

近幾年，無人駕駛汽車市場發(fā)展火熱，谷歌之后，百度、Uber等主流無人駕駛汽車研發(fā)團隊都在使用激光雷達作為傳感器之一，與圖像識別等技術(shù)搭配使用，使汽車實現(xiàn)對路況的判斷。

傳統(tǒng)的汽車廠商也紛紛開始研發(fā)無人駕駛汽車，包括大眾、日產(chǎn)、豐田等公司都在研發(fā)和測試無人駕駛汽車技術(shù)，他們也都采用了激光雷達。