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浅谈无人驾驶与激光雷达

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无人车这个概念已是老生常谈,最早出现在影视作品中,比如《霹雳游侠》,轰动一时,引发了各种对未来世界的畅想,不仅是对便利的追求,更是对科技的憧憬。其实,还有比较隐蔽的原因让许多人向往自动驾驶技术,那就是交通事故的频发。汽车发明至今,给人类社会的发展提速是巨大的,得益于便利的交通,时间成本的降低是显而易见的,可是这无数的运行的便利工具,也发生了无数的意外,给人类带来的损失和恐惧、伤痛也是无法忽视的。
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据调查统计显示,有半数以上的驾驶员厌恶甚至是惧怕驾驶,不仅从生理会产生疲惫,更是精神上排斥驾驶。人这种进化生物并不完美,难免出错,酿成交通悲剧。相比于此,计算机的超快运行能力和机器本身的性质,驾驶技术上从根本看本就应该属于机器控制的一部分,所以无人自动驾驶这个诉求是会随着技术的发展不断变得强烈的,未来会有更加丰富的驾驶体验,驾驶技术融合机器控制和人工智能是必然的事情,人类肉体的能力无疑是有限,而且弱小的,无人车是驾驶技术发展的一个不二方向。
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社会对无人驾驶的需求已经是如此迫切,那么为什么至今仍然是人在控制方向盘呢,谷歌无人车已经迈出的最早的一步。九层之台起于垒土,诸多技术壁垒制约着汽车的再次革命。但可以肯定的是一旦技术变成了如同我们今天所看到的电磁阀这样的简单,那么人类历史的发展将会进入另一个高速时代。除了控制系统复杂的算法,需要一体的是汽车的自主交互通道,也就是无人车如何实现对环境法分析,这是做出高精度判断的先决条件,它不仅需要一个**的‘大脑’,还需要优秀的视力--雷达,而这个雷达一般是激光雷达,比较有名的如美国威力登,已开发出多款激光雷达。激光雷达正在日益精进,不过仍然非常满足商业化的自动驾驶技术的需求,从之前爆出的无人车驾驶车祸,可以看出仍然有非常长的路需要走。
激光雷达的发展由早期的单线,多线,发展到面阵相列激光雷达,目前发展得比较成熟激光雷达,其最终外观如近些年的各类无人驾驶的宣传片那样,通过置于汽车顶端,不间断旋转扫描周围环境成像分析。多线激光雷达,目前威力登已经宣布,已成功生产了128线的激光雷达,并且在往更多线束的雷达发展。在线束上的变化,带来的是扫描精度上的提升。(这里需要注意的是关于单行线和多线激光雷达的一个误区,并不是多线激光雷达性能优于单线激光雷达,他们完成的功能不同,单线激光雷达对于较小的目标区别能力显著,而多线激光雷达主要是通过多光束的扫描进行大范围的快速成像,功能优异的无人车常常会待在这两种雷达增强其性能)。带来这些变化的不止是对于算法的研究更加通透,还在于相关器件的工艺技术和获取成本的变化。激光测距中常见的TOF(飞行时间)测距法,其测距精度可达几个纳米内,而且响应时间基于激光器的方式所以也是非常短的,为无人车进行高速运行下复杂多变的环境,和可能出现的状况进行预判留保留了最大化的时间。当然采用TOF这种测距方式的激光器,对后端信号的处理和其他配套器件的要求也是相当高的,目前主流的用于激光雷达的波长有9051550这两种波长的激光器,典型的如深圳唯锐科技代理的产自俄罗斯fibercom的激光器,性能稳定,价格相当对同类型较低,优势明显,为许多厂家提供用于激光雷达的激光模块。除此之外还有相位测距和三角法,这是目前激光雷达测距的主要的三种方式,也是行业内的研究发展的方向。
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目前来看,整个市场并没有出现寡头垄断,一家独大的情况,无数的研究机构和公司正盯紧了这个市场夜以继日地研究无人驾驶技术,相信在不就的将来,将会迎来一场汽车的全新变革,不仅如此,无人驾驶技术并不局限于陆地,四轴飞行器目前与之有许多共同之处,搭载了激光雷达的四轴飞行器能够完成更加复杂的任务,从而摆脱遥控器,脱离玩具的印象,成为真正的四轴飞行器。

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