激光雷達和毫米波雷達

一．概述

激光雷達（LiDAR【Light Detection and Ranging】）是激光探測及測距系統(tǒng)的簡稱，而雷達是英文Radar的音譯，源于radio detection and ranging的縮寫，意思為"無線電探測和測距"，即用無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標并測定它們的空間位置。

激光雷達相比與微波雷達，激光雷達具有分辨率高、隱蔽性好、抗有源干擾能力強、低空探測性能好、體積小、質(zhì)量輕。激光雷達的缺點主要是工作時受天氣和大氣影響大，在大雨、濃煙、濃霧等壞天氣里，衰減急劇加大，傳播距離大受影響，其次，由于激光雷達的波束極窄,在空間搜索目標非常困難，只能在較小的范圍內(nèi)搜索、捕獲目標。


傳感器性能對比

分辨率：相機最高，Lidar次之，Radar最低

抗天氣影響能力：Radar最好，Camera次之，Lidar最低

追蹤物體速度能力：Radar最好，Camera和Lidar差不多

追蹤物體高度能力：Lidar最好，Camera次之，Radar最低

追蹤距離能力：Lidar，Radar都很準確，Camera最低

辨別能力：Camera和Lidar都較好，Radar較低。

這是David根據(jù)他的主觀經(jīng)驗寫的東西，僅供參考。

二．毫米波雷（radar）達與激光雷達（Lidar）

1. 激光雷達

激光雷達是一種利用光波進行測量的主動探測方式。主動探測方式是指探測系統(tǒng)通過接收自身發(fā)出的信號回波來進行測量，區(qū)別于例如攝像機等通過接收環(huán)境光獲取信號的被動探測方式。激光雷達通過測量激光從發(fā)出經(jīng)障礙物反射到被傳感器接收所經(jīng)歷的時間，來計算障礙物的距離。

激光雷達也可以叫做Lidar，就是激光（Laser）與雷達（Radar）的集合。其實大家對它也不見得陌生，在很多無人駕駛汽車在道路上進行行駛實驗時，車頂上都會架一個看上去和攝像頭差不多，但是會一直在一定角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)的“小罐子”，那通常就是激光雷達了。

激光雷達一般分為脈沖式和連續(xù)波式兩種。脈沖式激光雷達利用時間間隔來計算相對車距；而連續(xù)波激光雷達則通過計算反射光與反射光之間的相位差得到目標距離。具體來說，激光雷達的技術(shù)點是：飛行時間（TOF，Time of Flight）。當(dāng)雷達發(fā)射激光以后，在遇到障礙物時會發(fā)生折返，返回的光束通過雷達內(nèi)部接收器進行分析，最終通過折返時間和測量信號在處理器進行處理，從而生成精準的3D地圖，對周圍的環(huán)境特征進行再還原。


簡單的舉例來說，毫米波雷達可以發(fā)現(xiàn)路邊障礙，但只能“看到”模糊形體，而厘米級精度的激光雷達則可以在極短時間內(nèi)清楚區(qū)分出障礙是路肩還是斜坡，若自動駕駛汽車斷定是斜坡后，就可以做出安全開上車道的決策。這種精度對上路行駛的全自動駕駛汽車而言，可以更加接近100%安全。

既然如此為什么不去大力發(fā)展全激光雷達呢？其實原因很簡單，一個字，貴！比如谷歌所使用的是一款美國的Velodyne公司出品的激光雷達，64線為8萬美元、32 線為4萬美元，這一個雷達甚至可以買下一臺GTR（當(dāng)然是在美國）。并且在雨雪霧等極端天氣 下性能較差，不能全天侯工作。 因此激光雷達與毫米波雷達相比，二者有所長，也有所短。自動駕駛領(lǐng)域激光雷達應(yīng)用廠商——包括百度、谷歌、福特、奧迪、寶馬等等，毫米波雷應(yīng)用廠商典型代表則為特斯拉并且不斷有新的廠商加入。

2. 毫米波雷達

毫米波指波長介于1~10mm的電磁波，毫米波雷達則指工作在毫米波波段的雷達。毫米波的波長介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點。使用在汽車上時其抗環(huán)境干擾能力強，可以滿足車輛對全天氣候的適應(yīng)性的要求。并且毫米波本身的特性，決定了毫米波雷達傳感器器件尺寸小、重量輕等特性，彌補了攝像頭等傳感器的缺點，使得其在車載應(yīng)用方面有著很大的優(yōu)勢。

目前國內(nèi)外主流汽車毫米波雷達頻段為24GHz（用于短中距離雷達，15-30米）和77GHz（用于長距離雷達，100-200米）。這類應(yīng)用在歐美日汽車已經(jīng)普及化，目前這些地區(qū)幾乎所有的汽車均開始配備汽車毫米波雷達傳感器，其中包括汽車防撞雷達、汽車盲區(qū)檢測雷達等。F,t_70)
可是即便如此，毫米波雷達卻仍然存在著精度低、可見范圍短的特點。而這兩個缺陷放在自動駕駛中，卻差之毫厘謬以千里，極易引起事故。因此在這樣的背景下，升級版就應(yīng)運而生——激光雷達。

無論傳統(tǒng)車企研究的駕駛輔助系統(tǒng)ADAS（Advanced Driver Assistant System），還是由谷歌等互聯(lián)網(wǎng)巨頭期望分一杯羹的無人車領(lǐng)域，歸根結(jié)底的原理都是差不多的。

   自動駕駛好比行人走路，先用眼睛觀察確定路線，然后大腦再給身體下指令。對汽車而言，各種雷達、攝像頭等傳感器就是汽車的眼睛，電子線路就是中樞神經(jīng)，芯片、算法等控制系統(tǒng)則是大腦，最終決定了汽車的前行方向與速度。而“眼睛”則起到了十分關(guān)鍵的作用：收集第一手數(shù)據(jù)以供分析判斷。

在這些“眼睛”中，攝像頭相對較簡單。它的優(yōu)點很突出：精度高，距離遠，直觀方便；可是缺點也同樣突出：受到天氣的影響太大。而車載雷達，則有著突出的特點和優(yōu)勢。他們比超聲波探測器以及計算機視覺設(shè)備有著更高的實時性、精度和可靠性。其中，主要研究集中在毫米波雷達和激光雷達上

毫米波指波長介于1~10mm的電磁波，毫米波雷達則指工作在毫米波波段的雷達。毫米波的波長介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點。使用在汽車上時其抗環(huán)境干擾能力強，可以滿足車輛對全天氣候的適應(yīng)性的要求。并且毫米波本身的特性，決定了毫米波雷達傳感器器件尺寸小、重量輕等特性，彌補了攝像頭等傳感器的缺點，使得其在車載應(yīng)用方面有著很大的優(yōu)勢。

目前國內(nèi)外主流汽車毫米波雷達頻段為24GHz（用于短中距離雷達，15-30米）和77GHz（用于長距離雷達，100-200米）。這類應(yīng)用在歐美日汽車已經(jīng)普及化，目前這些地區(qū)幾乎所有的汽車均開始配備汽車毫米波雷達傳感器，其中包括汽車防撞雷達、汽車盲區(qū)檢測雷達等。

可是即便如此，毫米波雷達卻仍然存在著精度低、可見范圍短的特點。而這兩個缺陷放在自動駕駛中，卻差之毫厘謬以千里，極易引起事故。因此在這樣的背景下，升級版就應(yīng)運而生——激光雷達。

雷達（radar）圖

先認識這個坐標圖


第二步，計算坐標值

X軸：

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的激光雷达和毫米波雷达的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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