一文带你了解自动驾驶中的激光雷达核心技术
激光雷达(Lidar)的产业化热潮来源于自动驾驶 汽车 的强烈需求。在美国 汽车 工程师学会(SAE)定义的L3级及以上的自动驾驶 汽车 之中,作为3D视觉传感器的激光雷达彰显了其重要地位,为自动驾驶的安全性提供了有力保障。因此,激光雷达成为了产业界和资本界追逐的“宠儿”,投资和并购消息层出不穷。很多老牌整车厂和互联网巨头都展开了车载激光雷达的“军备竞赛”。
FMCW激光雷达被称为激光雷达领域皇冠上的明珠,相较于脉冲式激光雷达有着明显的性能优势,主要体现在以下几个方面:
1. 抗太阳光和其它激光的干扰,保证传感器的安全可靠;
2. 多普勒效应单像素实春拦时测速,提供4D信息,有助于目标分类;
3. 更高的灵敏度和动态范围( 60dB);
4. 适合硅光子和相控阵(OPA)技术低成本批量生产。
FMCW激光雷达技术是将最先进的微波雷达信号处理理念和激光技术相结合,通过对激光微米级波长进行精确操控和解调,实现更多维度和更高灵敏度的探测,它能解决AM和毫米波雷达在动目标探测领域的技术困境。
这是近年来刚刚出现的技术,与传统AM激光雷达相比,FMCW激光雷达在抗干扰、灵敏度、动态范围、信息获取等方面有一定的优势,但是FMCW激光雷达的门槛高、发展晚,不为大多数人所知。全世界能做脉冲式激光雷达核则的少说有上百家,但能做FMCW激光雷达的寥寥无几。正所谓外行看热闹,内行看门道,只有懂FMCW的人才能欣赏它。
FMCW激光雷达的每个像素都包含速度信息(4D感知),为自动驾驶系统提供了更清晰、更安全的环境感知能力。FMCW测量可以返回每个像素的径向速度,从而有效提供4D图像。而在ToF测量系统中,像素速度信息需要后续测量,由于运动模糊,这些测量通常很难提取。
此外,只有利用FMCW技术在短波红外(SWIR)波段才能将所有元件集成在单个光子芯片上,以达到使该技术真正改森棚大众化所需要的成本目标,这可能是目前FMCW技术最重要的优势。首先,片上波导在这些波长(例如1550 nm)下是透明且低损耗的。其次,FMCW方案的激光峰值功率水平在100 mW范围内,而ToF激光雷达则为数百或数千瓦。另外,光子集成还可以利用光学相位阵列实现固态光束操纵。
无人驾驶汽车是靠什么来行驶的?
作为动力来源,无非就是内燃机、电动机,内燃机就是我们常用的汽油、柴油、燃气等;电动机就是太阳能、蓄电池。
无人驾驶汽车上有车载电脑,电脑通过探测器,自动识别车辆周边情况,再根据卫星导航行驶。
卫星导航决定行驶的路线和大方向,而车载电脑决定到底要怎么走,走哪条车道,是否该减速或者加速。