導(dǎo)讀:激光雷達(dá),其工作原理是利用激光進(jìn)行探測和測距技術(shù),通常被安裝于汽車頂部,可360度監(jiān)測。在激光雷達(dá)內(nèi)部,每一組組件都包含有發(fā)射單元與接收單元。
激光雷達(dá)、純機(jī)器視覺,一直是自動駕駛技術(shù)中區(qū)別明顯的兩大方向。
實(shí)際應(yīng)用中,二者在數(shù)據(jù)形式、精度、成本等方面都各有優(yōu)劣勢。
自動駕駛技術(shù)的基本原理
自動駕駛系統(tǒng)可分為感知層、決策層,以及執(zhí)行層。
感知層,通過各類硬件傳感器捕捉車輛的位置信息以及外部環(huán)境信息。
決策層的「大腦」,基于感知層輸入的信息作環(huán)境建模,從而形成對全局的理解并作出決策判斷,再向車輛發(fā)出執(zhí)行的信號指令。
最后的執(zhí)行層,將決策層的信號轉(zhuǎn)換為汽車的動作行為。
激光雷達(dá)路線和純機(jī)器視覺路線,都是自動駕駛車輛感知所處環(huán)境的一種方式,差別只在于實(shí)現(xiàn)方式不同。
機(jī)器視覺路線以攝像頭為主導(dǎo),配合毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、低成本激光雷達(dá)等。激光雷達(dá)路線以激光雷達(dá)為主導(dǎo),配合毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器、攝像頭等。
激光雷達(dá)和攝像頭的技術(shù)原理
激光雷達(dá),其工作原理是利用激光進(jìn)行探測和測距技術(shù),通常被安裝于汽車頂部,可360度監(jiān)測。在激光雷達(dá)內(nèi)部,每一組組件都包含有發(fā)射單元與接收單元。
測距原理與激光測量地球、月球距離類似,就是基于激光發(fā)出+返回的時間。激光二極管發(fā)出脈沖光,照射到目標(biāo)物后反射一部分光回來,二極管附近會安裝一個光子探測器,由它探測出返回來的信號,再通過計算時間差就可計算出目標(biāo)物的距離。
脈沖距離測量系統(tǒng)被激活后能收集到大量的點(diǎn)云,若這其中有目標(biāo)物,它在點(diǎn)云中就會呈現(xiàn)出一個陰影。通過點(diǎn)云可以生成周圍環(huán)境的三維模型。點(diǎn)云密度越高,圖像越清晰。
可以認(rèn)為,激光雷達(dá)最重要的兩個屬性是測距和精度。不同于攝像頭,激光雷達(dá)方案是「主動視覺」——它可以主動探測周圍環(huán)境,環(huán)境光線強(qiáng)弱不重要,白天黑夜都可以工作。同時,得益于激光光束更加聚攏,它比毫米波雷達(dá)擁有更高的探測精度。
攝像頭的工作原理,類似人眼,物體反射的光通過鏡片在傳感器上成像。它的劣勢在于測距能力、受環(huán)境光照度影響很大的問題。與此同時,它的一個極大的優(yōu)勢,就是人們能直觀地看懂?dāng)z像頭拍攝的內(nèi)容,通過它做物體分類,也就是視覺識別的工作,就會非常容易。