第四屆“創(chuàng)意光電”科普大賽參賽作品展示（2）：無人駕駛之“眼”——激光雷達(dá)

本期作品

無人駕駛之“眼”——激光雷達(dá)

無人駕駛之“眼”——激光雷達(dá)

參賽者：鄧玉春、黃智杰、石林

隨著無人駕駛技術(shù)的普及，相信許多人心里不免產(chǎn)生疑問：為什么現(xiàn)在的無人駕駛技術(shù)并不如想象中那么“無人”呢？實(shí)際上這是因?yàn)闊o人駕駛技術(shù)是分等級的，按照無人化程度可分為5級，前兩級以人為主，機(jī)器為輔，后三級則以機(jī)器為主導(dǎo)。

1.無人駕駛等級

圖1 無人駕駛等級

目前市面上的無人駕駛技術(shù)大多屬于2級，車輛能夠控制轉(zhuǎn)向和加減速，但駕駛員需要坐在駕駛位上，并可以隨時(shí)控制汽車。2級到3級的提升雖然對駕駛員來說差別不大，但實(shí)現(xiàn)了重大技術(shù)飛躍，3級的無人駕駛汽車開始具有了“環(huán)境檢測”的能力，并能夠自主根據(jù)信息做出決策。而要實(shí)現(xiàn)4級以上的高度自動(dòng)駕駛技術(shù)，需要極大提高車輛對環(huán)境的感知能力，其中就包括為汽車配備一雙精準(zhǔn)、快速的智慧之眼——激光雷達(dá)。

2.激光雷達(dá)

激光雷達(dá)是一種采用光波進(jìn)行測量的主動(dòng)探測方式。主動(dòng)探測是指探測系統(tǒng)通過接受自身發(fā)出的信號回波來進(jìn)行測量，區(qū)別于攝像機(jī)等通過環(huán)境光來獲取信號的被動(dòng)探測方式。激光雷達(dá)工作時(shí)，激光器在激勵(lì)源的作用下，向目標(biāo)發(fā)射脈沖激光，并通過光電探測器對反射信號進(jìn)行接受，經(jīng)信號調(diào)理和計(jì)算機(jī)處理后，即可獲得目標(biāo)物的位置信息。由于激光以光速傳播，并有很好的方向性，汽車即使在高速行駛，這整個(gè)過程也能在瞬間完成。

圖2 激光雷達(dá)工作原理

當(dāng)激光器靜止時(shí)，一般的激光雷達(dá)朝單一方向發(fā)射激光，也只能獲得單一方向的信息。若是讓它高速旋轉(zhuǎn)起來，就能對整個(gè)空間進(jìn)行掃描！獲得的信息經(jīng)過車載計(jì)算機(jī)處理就能得到一副精準(zhǔn)的三維立體圖像，圖像的精度甚至能達(dá)到厘米級別！無人駕駛汽車就能明白周圍的物體是什么形狀的，距離自己多遠(yuǎn)。

圖3 激光雷達(dá)的掃描感知圖

3.現(xiàn)狀與未來

圖4 激光雷達(dá)的位置

過去激光雷達(dá)高昂的價(jià)格限制了它的普及。但隨著技術(shù)的發(fā)展，激光雷達(dá)的價(jià)格越來越低，也有越來越多的新型汽車開始搭載激光雷達(dá)和探索高級無人駕駛技術(shù)。此外，激光雷達(dá)安裝位置的隱蔽性也有了極大的提高，能巧妙的和車身的設(shè)計(jì)融為一體。

未來激光雷達(dá)與其他環(huán)境感知、定位技術(shù)的融合應(yīng)用將使無人駕駛汽車全面應(yīng)對復(fù)雜的道路狀況，讓出行更安全，交通更通暢！朋友們，讓我們一起期待完全自動(dòng)駕駛汽車的到來吧！