1、激光雷达技术原理

激光雷达原本用于测绘,从技术原理分,主要有三角法激光雷达、TOF系列激光雷达、相位法激光雷达三种。

三角法激光雷达主要应用三角测距原理工作,成本较低,多用于扫地机器人、服务机器人之上。也有少数车厂用此类激光雷达替代超声波雷达实现自动泊车。

TOF(Time Of Flight,飞行时间)激光雷达目前是主流,机械旋转式和固态激光雷达中的大多数都属于此列。它通过计算激光光源到被测物体的飞行时间来进行测距。这一技术方向中的单线激光雷达因为成本低,最有希望在汽车市场先行落地,用于辅助驾驶。

相位法激光雷达通过检测内外光路激光信号的相位差来测距,其精度可达毫米级。但难点在于单位时间内测量点数待提高,制作多线激光雷达难度较大。

2、激光雷达在自动驾驶的应用

具体而言,在自动驾驶中,单线与多线激光雷达的应用略有不同,多线激光雷达可以和其他传感器融合,进行三维重建、对被测物体进行识别判断,完成无人驾驶(高等级自动驾驶)的环境感知;单线激光雷达可用于ADAS功能,辅助车辆尤其是大型货车实现前后向碰撞预警和盲区监测等功能,提高道路安全等级。

3、激光雷达面临的挑战及应对

激光雷达要应用于自动驾驶中,主要是难点在于:1、其工作情景无法满足所有需求;2、价格太高,通常在万元美金以上(最高为8-10万美金)。

对于激光雷达功能短板(雾天难以工作、物体识别能力有限),可采用多传感器融合的方式解决,用摄像头的图像识别能力和毫米波雷达的全天候工作能力补足。

对激光雷达大规模应用形成最大阻碍的价格问题,目前有两个主要解决途径:

一是在机械旋转式激光雷达的产品中,实现电子元器件的高度集成化与芯片化,因此自研激光雷达ASIC芯片是一条可行的道路。

二是研发固态激光雷达,它们分为

1、MEMS激光雷达。2、3D Flash激光雷达。3、光学相控阵激光雷达。

其中MEMS激光雷达为了测量距离与人眼安全,会应用1.5微米波长的光纤激光器。而3D Flash激光雷达通过与国外先进技术合作,可以在分辨率与价格上取得很好的平衡。分辨率达到640X480的同时,最终成本有望控制在200美金以内。它可能会是固态激光雷达中最好的一个方向。而相控阵激光雷达的难度与资金风险较大,需要国家做一些研究扶持。