自动驾驶中通常有多种雷达方式进行互补:视觉(单目+结构光、双目、三目)雷达,激光雷达(单线、多线),微波(毫米波)雷达。
正如上文提到的,在目前的自动驾驶中,激光雷达有单线激光雷达和多线激光雷达之分。其中,单线激光雷达主要通过一个高重频脉冲激光测距仪,加上一个一维旋转扫描来实现测量。而它的角分辨率可高于多线激光雷达,所以在行人探测、障碍物探测(小目标探测)以及前方障碍物探测等方面上,比多线激光雷达具有更多优势。多线方案目前也主要为多路单线集合而成,因而还受到体积和光路的限制。
目前的多线激光雷达,是通过多个激光发射器和接收器,在一个维度上的高度旋转,转速频率可以达到10Hz。但垂直方向的视场角很小,只有20度左右。垂直方向的点分辨率也比较稀疏。主要应用在无人驾驶等实时性要求高、精度要求不高的领域,一般情况下精度做到厘米级就可以了。
无人驾驶对激光雷达的要求非常苛刻,首先,需要测量距离足够远,通常情况下要达到100-120米,精度则在厘米级;其次,测速要求也高,单个激光发射的速率要达到几万个点每秒,通过多个激光发射器达到实时环境感知的目的。这种激光雷达属于脉冲测距方式。相比三角测距方案,它的成本会要高得多,开发难度也大。相对比扫地机器人中的激光雷达,扫地机器人采用的激光雷达测量距离近(15米内),精度要求不高,测量速率低。一般都是几千个点每秒。厂商一般采取的是三角测距的方案,这种技术的门槛不高,硬件成本也低,这就是为什么它的价格会相对较便宜,而无人驾驶激光雷达这么贵的原因。
目前国外主流的激光雷达生产厂家,Velodyne采取的是激光发射、接收一起旋转的方式;IBEO采取的是固定激光光源,通过内部玻璃片旋转的方式改变激光光束方向,实现多角度检测的需要;Quanergy采取相控阵技术,内部不存在任何旋转部件。
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