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一文了解自动驾驶汽车的关键传感器LIDAR

“超能力”LIDAR具备让自动驾驶汽车(或是任何机器人)观察这个世界的几个特殊的“超能力”:

360 °全方位无死角的可视能力——想象一下人眼能够时时刻刻观察到所有的方向

极其准确的深度信息——想象一下你总是可以知道与物体的精确距离(精度± 2 cm )

如果你之前见过自动驾驶汽车,可能你已经接触过LIDAR。正如下图中的Uber 和 Baidu的自动驾驶汽车,它是安装在汽车顶部的不断旋转的笨重盒子。

一文了解自动驾驶汽车的关键传感器LIDAR

目前市场上最受欢迎的LIDAR传感器是下图中Homer顶部的高功率Velodyne HDL-64E。

一文了解自动驾驶汽车的关键传感器LIDAR

LIDAR的工作原理传感器是如何做到360度无死角以及高精度的深度信息捕获呢?

简单地说:LIDAR传感器不断发射激光传感束,然后根据光束返回至传感器的时间测距。

一文了解自动驾驶汽车的关键传感器LIDAR

通过每秒发送数百万光束,LIDAR传感器可以真正地实现3D世界的可视化。可以推断出与周围任何物体的精确测量值(最大约60米,取决于所用的传感器)

一文了解自动驾驶汽车的关键传感器LIDAR

Homer的驾驶空间

LIDAR的简史为了进一步理解现代LIDAR背后的技术支持,着眼于具备相同目标的相似技术非常重要。

Sonar

最初的深度感应祖先是蝙蝠(具备5000万年的历史)。蝙蝠(或是海豚,之类……)能够像LIDAR一样使用回声定位,另一个称为声呐(声音导航和测距)。和LIDAR激光测距不同的是,Sonar使用声波进行测距。

经过了5000万年的生物进化,随着潜艇战的到来,第一次世界大战加速了人造声呐传感器的大规模部署。Sonar在水中工作的效果非常突出,因为声波在水中比光和无线电波的传播速度更快(指的是每秒的传播距离)。Sonar传感器在现代汽车上的应用频率很高,主要是以停车传感器的形式。短距离传感器(——5m)提供了低廉的方式来告知后方墙壁与汽车的距离。声呐还未被证明可以在自动驾驶汽车要求的范围内工作(60m+)

一文了解自动驾驶汽车的关键传感器LIDAR

在这种情况下,蝙蝠是回声定位信号的发送者和接受者。

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