第四届“创意光电”科普大赛参赛作品展示（2）：无人驾驶之“眼”——激光雷达

本期作品

无人驾驶之“眼”——激光雷达

无人驾驶之“眼”——激光雷达

参赛者：邓玉春、黄智杰、石林

随着无人驾驶技术的普及，相信许多人心里不免产生疑问：为什么现在的无人驾驶技术并不如想象中那么“无人”呢？实际上这是因为无人驾驶技术是分等级的，按照无人化程度可分为5级，前两级以人为主，机器为辅，后三级则以机器为主导。

1.无人驾驶等级

图1 无人驾驶等级

目前市面上的无人驾驶技术大多属于2级，车辆能够控制转向和加减速，但驾驶员需要坐在驾驶位上，并可以随时控制汽车。2级到3级的提升虽然对驾驶员来说差别不大，但实现了重大技术飞跃，3级的无人驾驶汽车开始具有了“环境检测”的能力，并能够自主根据信息做出决策。而要实现4级以上的高度自动驾驶技术，需要极大提高车辆对环境的感知能力，其中就包括为汽车配备一双精准、快速的智慧之眼——激光雷达。

2.激光雷达

激光雷达是一种采用光波进行测量的主动探测方式。主动探测是指探测系统通过接受自身发出的信号回波来进行测量，区别于摄像机等通过环境光来获取信号的被动探测方式。激光雷达工作时，激光器在激励源的作用下，向目标发射脉冲激光，并通过光电探测器对反射信号进行接受，经信号调理和计算机处理后，即可获得目标物的位置信息。由于激光以光速传播，并有很好的方向性，汽车即使在高速行驶，这整个过程也能在瞬间完成。

图2 激光雷达工作原理

当激光器静止时，一般的激光雷达朝单一方向发射激光，也只能获得单一方向的信息。若是让它高速旋转起来，就能对整个空间进行扫描！获得的信息经过车载计算机处理就能得到一副精准的三维立体图像，图像的精度甚至能达到厘米级别！无人驾驶汽车就能明白周围的物体是什么形状的，距离自己多远。

图3 激光雷达的扫描感知图

3.现状与未来

图4 激光雷达的位置

过去激光雷达高昂的价格限制了它的普及。但随着技术的发展，激光雷达的价格越来越低，也有越来越多的新型汽车开始搭载激光雷达和探索高级无人驾驶技术。此外，激光雷达安装位置的隐蔽性也有了极大的提高，能巧妙的和车身的设计融为一体。

未来激光雷达与其他环境感知、定位技术的融合应用将使无人驾驶汽车全面应对复杂的道路状况，让出行更安全，交通更通畅！朋友们，让我们一起期待完全自动驾驶汽车的到来吧！