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三维激光扫描雷达

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为什么三维激光扫描雷达是自动驾驶的关键技术呢?

 
该技术用于包括太空中小行星样本采集和与国际空间站 (ISS) 对接的空间应用,现在被用来为复杂交通状况下的自动驾驶车辆提供支持。​

对很多人来说,自动驾驶的概念仍然像科学幻想。然而,当今全世界都在开发和测试自动驾驶系统,可在数年内向消费者提供。本领域最具潜力的技术之一是高分辨率三维激光扫描雷达,该设备代表了图像和距离信息采集方式的重大进步。其工作原理是什么?


三维激光扫描雷达的工作原理

虽然三维激光扫描雷达装置可能使人容易想起传统雷达技术,但其功能却要先进得多。激光雷达 (LiDAR) - “光”与“雷达”的组合 - 利用激光脉冲的飞行时间测量车辆与目标的距离,而雷达则是用微波。简单地说,两者的差异就如同用煤块与很细笔画的笔写字一样。
 
在三维激光扫描雷达中,每帧数据单个激光脉冲将距离数据和黑白视频发回激光雷达传感器,然后由智能像素焦平面阵列捕捉这些数据和视频。同步 2D 传感器可提供交通信号灯为绿色还是红色的信息,而三维激光扫描雷达可提供交通信号灯的精确 3D 图像并显示其距离。这两种技术的配合使用使系统更加可靠。

 三维激光扫描雷达可提供比任何雷达系统更精细的角分辨率和更高的精度...尤其适用于到处是停驻或行驶车辆、各种规模的建筑和其他结构以及人的拥挤的城市环境。三维激光扫描雷达发射的激光脉冲在可见光波长之外,为 1 类人眼安全激光。


经过空间测试和检验

上一代三维激光扫描雷达技术用于执行与国际空间站 (ISS) 自动化对接及停靠程序。2016 年 9 月,美国国家航空航天局 (NASA) 发射 OSIRIS-REx 航天器,前往近地小行星 Bennu 执行样本采集返回任务。航天器于 2018 年按计划抵达目的地后,航天器与地球之间的单向通信将超过 10 分钟,因此不可能远程控制航天器与小行星之间安全的“相对运动”。航天器配备的三维激光扫描雷达传感器可确保自动着陆并帮助将小样本带回地球进行研究,是该任务成功的关键。
 
大陆集团与汽车厂商紧密合作,对三维激光扫描雷达进行了多年测试,达成了稳定的共识,即这些新兴技术在不远的将来将改变和促成自动驾驶。其目标是使无人驾驶车辆具有比人类更好的视野,确保驾驶安全水平优于任何司机,想想看,这听起来根本就不像科学幻想。