節(jié)能環(huán)保、新能源汽車、智能汽車成為我國汽車發(fā)展方向，智能汽車主要是發(fā)展自主式智能汽車和網(wǎng)聯(lián)式智能汽車。自主式智能汽車和網(wǎng)聯(lián)式智能汽車要實現(xiàn)上述功能只裝配普通微波雷達(dá)是不能實現(xiàn)的，要實現(xiàn)上述功能，激光雷達(dá)是自主式智能汽車和網(wǎng)聯(lián)式智能汽車電氣系統(tǒng)控制系統(tǒng)中必不可少的元件。
激光雷達(dá)具有波束窄、體積小、非接觸測量等特點，可探測云霧、氣溶膠、空中風(fēng)場、空氣污染物、溫濕度變化等多種參數(shù)。它采用光頻段進(jìn)行探測，比毫米波高出幾個數(shù)量級，探測精度比微波雷達(dá)更具優(yōu)勢。因此激光雷達(dá)在大氣探測、目標(biāo)捕獲等領(lǐng)域具有較廣泛的應(yīng)用前景。
目前能在智能汽車上使用的掃描式激光雷達(dá)有機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)、微機(jī)電系統(tǒng)掃描式雷達(dá)和相控陣激光雷達(dá)。機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)（發(fā)射、接收、共軸旋轉(zhuǎn)的激光雷達(dá)）是目前比較成熟的，已有無人駕駛概念汽車試用機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)裝置。基于微機(jī)電系統(tǒng)的掃描式雷達(dá)目前屬于技術(shù)研究狀態(tài)，它的原理是通過微機(jī)電系統(tǒng)掃描鏡來改變光路。相控陣激光雷達(dá)是通過逐點掃描的方式，即通過多個小天線之間發(fā)射的激光的發(fā)射相位來改變光路而實現(xiàn)的。面陣式激光雷達(dá)發(fā)射的就是一個面陣的光，主要問題在于探測距離較近。
在飛行時間ToFLiDAR中，激光發(fā)出持續(xù)時間為τ的光脈沖，在發(fā)射的瞬間激活計時電路內(nèi)部時鐘。從目標(biāo)反射的光脈沖到達(dá)光電探測器時，會產(chǎn)生一種使時鐘失效的輸出電信號。這種電子測量往返ToFΔt可計算出目標(biāo)到反射點的距離R。若現(xiàn)實中激光和光電探測器位于同一位置，其距離R是由以下兩個因素影響：c為光在真空中的速度，n為傳播介質(zhì)的折射率（空氣中折射率接近1）。這兩個因素影響著距離分辨率ΔR：若激光點的直徑大于要解析的目標(biāo)大小，則測量Δt和脈沖的空間寬度w(w=cτ)的不確定性為δΔt。在典型汽車LiDAR系統(tǒng)中，激光產(chǎn)生的脈沖持續(xù)時間約為4ns，因此最小光束發(fā)散角是必需的。
對汽車激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計者來說，最關(guān)鍵的就是選擇光的波長。目前最受歡迎的兩種波長是905nm和1550nm，對于汽車LiDAR來說，由于天氣條件和反射表面類型可能性眾多，這是一個復(fù)雜的問題。在現(xiàn)實的環(huán)境中，由于1550nm的吸水率比905nm的更強(qiáng)，其實905nm的光損失更少。
激光雷達(dá)相關(guān)技術(shù)算法在傳統(tǒng)關(guān)鍵模塊上仍需實現(xiàn)更好的輕量化、精確性、魯棒性以及通用化，語義地圖和深度學(xué)習(xí)的融入已成為趨勢，與其他能實現(xiàn)自主定位源的傳感器如深度相機(jī)、毫米波雷達(dá)等進(jìn)行多源融合亦是當(dāng)前研究熱點，激光雷達(dá)相關(guān)技術(shù)對無人平臺實現(xiàn)自主智能化的發(fā)展必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
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