车载激光雷达优缺点

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一、车载激光雷达

激光雷达又叫做LiDAR ，代表“光探测和测距”，该技术使用红外光或激光来创建环境的 3D 图像。NASA 最初开发 LiDAR 来监测太空中卫星的位置和路径，但随着技术差距的缩小和不断发展，出现了与汽车安全技术和自动驾驶系统开发相关的地面应用。

LiDAR 的核心功能是充当车辆的眼睛，让汽车始终可以“看到”各个方向。凭借 360 度实时绘制世界地图的能力，LiDAR 可帮助车辆识别道路上或道路附近的物体，以避免与行人、骑车者、动物和其他静止/移动的车辆发生碰撞。激光雷达使用与日常应用相同的激光，例如零售条码扫描仪和音乐会灯光秀，这种激光技术安全无害。

车辆上的 LiDAR 传感器发射单个光粒子，称为光子，撞击附近的物体，如汽车、行人和树木。然后光子反弹回传感器。LiDAR 系统记录每个光子的往返数据，测量到车辆附近每个物体的距离和时间。计算机算法将这些形状组合在一起，形成车辆周围世界的完整3D图片。

LiDAR 的范围为250 到 400 米，使车辆能够在到达物体之前很好地识别物体和位置。这允许车辆的电脑做出相应的反应，比如自动刹车等。激光雷达分为两种，第一种是ToF飞行时间雷达，它通过测量发出和反射回来的光脉冲或光子来绘制周围环境立体图，ToF 通常具有 360 度范围，允许单个设备完成这项工作，位于车辆顶部，实用性较差，造价更高。

另一种FMCW 调频连续波激光雷达则会发出连续的光流而不是光脉冲，以绘制周围环境的地图。这种形式的激光雷达视野有限，具有90到 120度的视野。需要几个固定的传感器单元才能实现与单个ToF单元相当的覆盖范围。可以放在保险杠两侧、后视镜、车顶等位置。

二、车载激光雷达的优缺点

(一)车载激光雷达的优点

1. 高精度测量：激光雷达具有高精度测量的特点，可以精准测量车辆和周围环境的距离、速度、方位角等参数，可以为自动驾驶和智能交通提供可靠的依据。

2. 工作范围广：车载激光雷达的工作范围广，可以扫描并获取大范围内的环境信息，能够快速而准确地检测周围的障碍物和交通状况。

3. 适应性强：车载激光雷达可以在不同的天气和光照条件下工作，尤其是在雨雾天气下也能保持良好的工作效果，具有很高的应用灵活性。

(二)车载激光雷达的缺点

1. 实时性差：由于激光雷达工作时需要进行大量的数据处理，因此会有一定的延迟，无法满足一些对实时性要求较高的应用场景。

2. 收费昂贵：激光雷达是一种高端的传感器，价格相对昂贵，普及率较低，目前主要应用于自动驾驶等领域的研发和应用，还没有广泛应用于普通汽车。

3. 对形态的要求高：激光雷达对测量目标和周围环境的形态有一定的要求，如果周围环境过于复杂或者目标形态不规则，可能会出现测量误差或者漏测现象。

4. 受到环境因素影响：激光雷达对光照、温度、震动等环境因素都十分敏感，如果环境变化较大可能会影响测量精度和稳定性。

综上所述，车载激光雷达作为高端传感器，具有高精度测量、工作范围广以及适应性强的特点，但同时也存在实时性差、价格昂贵、对形态的要求高以及受环境因素影响等缺点。随着技术的不断进步和应用场景的扩大，相信车载激光雷达的优缺点也会逐渐被解决和优化。

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