激光雷達(dá)在無人汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

殷德佳

摘要：激光雷達(dá)在無人汽車領(lǐng)域中具有良好的有效性，能夠切實推進(jìn)無人汽車領(lǐng)域的健康穩(wěn)定發(fā)展。本文主要是從激光雷達(dá)的基本情況分析入手，重點分析其內(nèi)涵及原理、優(yōu)勢，介紹了其系統(tǒng)構(gòu)成情況，闡明激光雷達(dá)在無人駕駛汽車領(lǐng)域的重要性，并借助實例加以證明，為推進(jìn)無人汽車領(lǐng)域的良好發(fā)展提供一定借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：激光雷達(dá);無人汽車領(lǐng)域;應(yīng)用

1 緒論

現(xiàn)代社會自動化研究活動保持著飛速的發(fā)展態(tài)勢，促進(jìn)了無人汽車領(lǐng)域的良好發(fā)展。現(xiàn)階段越來越多的企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)愈加重視無人駕駛汽車的研發(fā)工作。將激光雷達(dá)技術(shù)有效應(yīng)用在無人汽車領(lǐng)域，將能夠推進(jìn)無人汽車領(lǐng)域的穩(wěn)定發(fā)展。

2 激光雷達(dá)的基本情況

2.1 內(nèi)涵及原理

激光雷達(dá)主要是利用其對障礙物反射的光進(jìn)行探測，明確目標(biāo)物體的實際位置信息，這是一種先進(jìn)的遙感技術(shù)。受到超短脈沖激光技術(shù)、信號探測系統(tǒng)的積極影響，提升了激光雷達(dá)的測量精度和空間分辨率，擴(kuò)展了探測范圍。激光雷達(dá)實際運(yùn)行的過程中，首先通過發(fā)射機(jī)，發(fā)射出激光束，當(dāng)其到達(dá)障礙物的表面之后，將能夠通過接收裝置良好處理反射回波，針對各項有用信息加以提取。其次，回波信號時間隔、頻率變化等信息都能夠及時上傳到相應(yīng)的計算機(jī)系統(tǒng)之中，開展充分細(xì)致的分析工作，明確各項計算目標(biāo)物體的相關(guān)信息。再者，充分結(jié)合發(fā)射激光束、激光器本身位置情況，積極構(gòu)建起障礙物的多項基本信息，如位置和形狀等。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)成情況

激光雷達(dá)測量系統(tǒng)實際運(yùn)行，由硬件部分、軟件部分構(gòu)成，前者包含三維激光掃描器、速度傳感器等，而后者則主要是負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)，分析信號，確定出具體的的三維立體坐標(biāo)。同時軟件系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)，還能夠針對不同的軟件模塊加以細(xì)致劃分，如數(shù)據(jù)采集、工程管理和三維顯示方面?zhèn)戎攸c不同，所實際對應(yīng)的領(lǐng)域也存在著較大差異[1]。

2.3 優(yōu)勢

激光雷達(dá)在實際應(yīng)用的過程中，表現(xiàn)出較多明顯的優(yōu)勢：（1）清晰度和測量精度都較高。其中精度可以控制在2cm以內(nèi)，角度分辨率為0.09°，從而較為清楚明確的繪制出周圍的環(huán)境狀況。（2）探測能力較強(qiáng)，測速范圍較大。激光雷達(dá)能夠全面的接收到障礙物的材質(zhì)、位置。（3）擁有著較強(qiáng)的抗干擾能力。其實際應(yīng)用過程中，一般不會受到其他紅外線雷達(dá)光束的干擾。

3 激光雷達(dá)在無人汽車領(lǐng)域的應(yīng)用分析

3.1 激光雷達(dá)應(yīng)用方向

激光雷達(dá)測量工作進(jìn)行中，能夠充分有效探測出相應(yīng)的信息和數(shù)據(jù)，構(gòu)建起較為完整的三維數(shù)據(jù)體系，并加以良好顯示。將激光雷達(dá)積極應(yīng)用在無人汽車領(lǐng)域之中，將能夠起到良好的效果。當(dāng)前很多高級駕駛輔助系統(tǒng)的量產(chǎn)車之中，配置上良好的雷達(dá)技術(shù)，在推進(jìn)汽車駕駛活動安全穩(wěn)定開展方面具有積極作用[2]。而無人駕駛系統(tǒng)之中，對于安全性、精度性等多方面要求較高，需要保證檢測的可靠性和高精度性，簡單的雷達(dá)技術(shù)無法滿足無人駕駛領(lǐng)域的發(fā)展需求。激光雷達(dá)作為檢測精度更高的現(xiàn)代化傳感技術(shù)，對于無人汽車領(lǐng)域的總體發(fā)展具有積極意義。在激光雷達(dá)實際應(yīng)用的過程，充分使用了接收裝置、激光發(fā)射和透鏡構(gòu)件，借助于飛行時間原理，獲取到目標(biāo)物體的各項特征數(shù)據(jù)，包含位置、移動速度、距離，并將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器之中。數(shù)據(jù)處理器能夠開展切實有效的處理活動，發(fā)布出相應(yīng)的指令，如主動控制指令、被動警告指令，發(fā)揮優(yōu)良的輔助駕駛功能，便于無人駕駛汽車的正常運(yùn)行[3]。

3.2 選擇合適方式合理控制測距

在激光雷達(dá)的應(yīng)用中，可以針對超遠(yuǎn)距離的事物進(jìn)行探測，具體開展數(shù)據(jù)分析工作的過程中，只需要分析反射光。在無人駕駛領(lǐng)域之中使用激光雷達(dá)開展測距工作，通過單線激光雷達(dá)和多線激光雷達(dá)都能夠發(fā)揮良好作用。前者使用主要是使用二維測量的方式，而后者在單線激光雷達(dá)的基礎(chǔ)上，增加了俯仰能力，可以掃描三維立體空間[4]。多數(shù)情況下，為保障無人汽車領(lǐng)域的有效發(fā)展，使用單線、多線激光雷達(dá)相結(jié)合的方式可以設(shè)施準(zhǔn)確探測工作，推進(jìn)汽車可以順利有效的通過預(yù)定好的行程路線。在無人汽車領(lǐng)域中積極使用合適的方式，開展測距工作，還能夠根據(jù)成像的實際方式運(yùn)用情況，采用掃描成像雷達(dá)和非掃描成像式激光雷達(dá)手段，充分結(jié)合激光雷達(dá)和二維光學(xué)稻苗鏡，實現(xiàn)成像式激光雷達(dá)的良好運(yùn)用。這種激光雷達(dá)應(yīng)用中能夠良好掃描測量周圍環(huán)境，尋求到目標(biāo)障礙物的實際位置信息。而使用非掃描式的成像雷達(dá)，多是從分束器系統(tǒng)入手，發(fā)射出一定的光，良好接收各項目標(biāo)信息，并構(gòu)建起立體性的位置圖像[5]。

3.3 應(yīng)用實例分析

現(xiàn)代社會對于無人汽車領(lǐng)域的發(fā)展提供了良好前提條件，還提出了較高需求，激光雷達(dá)取得了較好的發(fā)展成果，精準(zhǔn)度逐漸提升。如激光雷達(dá)無人汽車制造公司，積極引進(jìn)激光雷達(dá)技術(shù)，在車身上設(shè)置5種類型的外傳感器，其中一種雷達(dá)針對周圍環(huán)境進(jìn)行分析和檢測，兩種雷達(dá)主要是針對汽車周圍環(huán)境的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和分析，為充分開展信息收集和利用工作提供前提條件。

4 結(jié)語

激光雷達(dá)技術(shù)屬于先進(jìn)的光學(xué)遙感技術(shù)，充分結(jié)合了傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)和現(xiàn)代激光技術(shù)的優(yōu)勢，該項技術(shù)充分利用相位、振幅的載體作用，能夠快速實現(xiàn)三維位置定位目標(biāo)，精確測量速度，且具有較強(qiáng)的抗干擾能力。激光雷達(dá)在無人汽車領(lǐng)域發(fā)展過程中具有積極意義，能夠良好提升無人駕駛汽車的檢測精度，擴(kuò)展較大的檢測范圍，保障無人駕駛汽車運(yùn)行的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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