激光雷达和毫米波雷达
激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)
一．概述
激光雷達(dá)（LiDAR【Light Detection and Ranging】）是激光探測及測距系統(tǒng)的簡稱，而雷達(dá)是英文Radar的音譯，源于radio detection and ranging的縮寫，意思為"無線電探測和測距"，即用無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定它們的空間位置。
激光雷達(dá)相比與微波雷達(dá)，激光雷達(dá)具有分辨率高、隱蔽性好、抗有源干擾能力強(qiáng)、低空探測性能好、體積小、質(zhì)量輕。激光雷達(dá)的缺點(diǎn)主要是工作時受天氣和大氣影響大，在大雨、濃煙、濃霧等壞天氣里，衰減急劇加大，傳播距離大受影響，其次，由于激光雷達(dá)的波束極窄,在空間搜索目標(biāo)非常困難，只能在較小的范圍內(nèi)搜索、捕獲目標(biāo)。
傳感器性能對比
分辨率：相機(jī)最高，Lidar次之，Radar最低
抗天氣影響能力：Radar最好，Camera次之，Lidar最低
追蹤物體速度能力：Radar最好，Camera和Lidar差不多
追蹤物體高度能力：Lidar最好，Camera次之，Radar最低
追蹤距離能力：Lidar，Radar都很準(zhǔn)確，Camera最低
辨別能力：Camera和Lidar都較好，Radar較低。
這是David根據(jù)他的主觀經(jīng)驗(yàn)寫的東西，僅供參考。
二．毫米波雷（radar）達(dá)與激光雷達(dá)（Lidar）
- 激光雷達(dá)
激光雷達(dá)是一種利用光波進(jìn)行測量的主動探測方式。主動探測方式是指探測系統(tǒng)通過接收自身發(fā)出的信號回波來進(jìn)行測量，區(qū)別于例如攝像機(jī)等通過接收環(huán)境光獲取信號的被動探測方式。激光雷達(dá)通過測量激光從發(fā)出經(jīng)障礙物反射到被傳感器接收所經(jīng)歷的時間，來計(jì)算障礙物的距離。
激光雷達(dá)也可以叫做Lidar，就是激光（Laser）與雷達(dá)（Radar）的集合。其實(shí)大家對它也不見得陌生，在很多無人駕駛汽車在道路上進(jìn)行行駛實(shí)驗(yàn)時，車頂上都會架一個看上去和攝像頭差不多，但是會一直在一定角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)的“小罐子”，那通常就是激光雷達(dá)了。
激光雷達(dá)一般分為脈沖式和連續(xù)波式兩種。脈沖式激光雷達(dá)利用時間間隔來計(jì)算相對車距；而連續(xù)波激光雷達(dá)則通過計(jì)算反射光與反射光之間的相位差得到目標(biāo)距離。具體來說，激光雷達(dá)的技術(shù)點(diǎn)是：飛行時間（TOF，Time of Flight）。當(dāng)雷達(dá)發(fā)射激光以后，在遇到障礙物時會發(fā)生折返，返回的光束通過雷達(dá)內(nèi)部接收器進(jìn)行分析，最終通過折返時間和測量信號在處理器進(jìn)行處理，從而生成精準(zhǔn)的3D地圖，對周圍的環(huán)境特征進(jìn)行再還原。
簡單的舉例來說，毫米波雷達(dá)可以發(fā)現(xiàn)路邊障礙，但只能“看到”模糊形體，而厘米級精度的激光雷達(dá)則可以在極短時間內(nèi)清楚區(qū)分出障礙是路肩還是斜坡，若自動駕駛汽車斷定是斜坡后，就可以做出安全開上車道的決策。這種精度對上路行駛的全自動駕駛汽車而言，可以更加接近100%安全。
既然如此為什么不去大力發(fā)展全激光雷達(dá)呢？其實(shí)原因很簡單，一個字，貴！比如谷歌所使用的是一款美國的Velodyne公司出品的激光雷達(dá)，64線為8萬美元、32 線為4萬美元，這一個雷達(dá)甚至可以買下一臺GTR（當(dāng)然是在美國）。并且在雨雪霧等極端天氣 下性能較差，不能全天侯工作。 因此激光雷達(dá)與毫米波雷達(dá)相比，二者有所長，也有所短。自動駕駛領(lǐng)域激光雷達(dá)應(yīng)用廠商——包括百度、谷歌、福特、奧迪、寶馬等等，毫米波雷應(yīng)用廠商典型代表則為特斯拉并且不斷有新的廠商加入。
- 毫米波雷達(dá)
毫米波指波長介于1~10mm的電磁波，毫米波雷達(dá)則指工作在毫米波波段的雷達(dá)。毫米波的波長介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。使用在汽車上時其抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)，可以滿足車輛對全天氣候的適應(yīng)性的要求。并且毫米波本身的特性，決定了毫米波雷達(dá)傳感器器件尺寸小、重量輕等特性，彌補(bǔ)了攝像頭等傳感器的缺點(diǎn)，使得其在車載應(yīng)用方面有著很大的優(yōu)勢。
目前國內(nèi)外主流汽車毫米波雷達(dá)頻段為24GHz（用于短中距離雷達(dá)，15-30米）和77GHz（用于長距離雷達(dá)，100-200米）。這類應(yīng)用在歐美日汽車已經(jīng)普及化，目前這些地區(qū)幾乎所有的汽車均開始配備汽車毫米波雷達(dá)傳感器，其中包括汽車防撞雷達(dá)、汽車盲區(qū)檢測雷達(dá)等。F,t_70)
可是即便如此，毫米波雷達(dá)卻仍然存在著精度低、可見范圍短的特點(diǎn)。而這兩個缺陷放在自動駕駛中，卻差之毫厘謬以千里，極易引起事故。因此在這樣的背景下，升級版就應(yīng)運(yùn)而生——激光雷達(dá)。
無論傳統(tǒng)車企研究的駕駛輔助系統(tǒng)ADAS（Advanced Driver Assistant System），還是由谷歌等互聯(lián)網(wǎng)巨頭期望分一杯羹的無人車領(lǐng)域，歸根結(jié)底的原理都是差不多的。
自動駕駛好比行人走路，先用眼睛觀察確定路線，然后大腦再給身體下指令。對汽車而言，各種雷達(dá)、攝像頭等傳感器就是汽車的眼睛，電子線路就是中樞神經(jīng)，芯片、算法等控制系統(tǒng)則是大腦，最終決定了汽車的前行方向與速度。而“眼睛”則起到了十分關(guān)鍵的作用：收集第一手?jǐn)?shù)據(jù)以供分析判斷。
在這些“眼睛”中，攝像頭相對較簡單。它的優(yōu)點(diǎn)很突出：精度高，距離遠(yuǎn)，直觀方便；可是缺點(diǎn)也同樣突出：受到天氣的影響太大。而車載雷達(dá)，則有著突出的特點(diǎn)和優(yōu)勢。他們比超聲波探測器以及計(jì)算機(jī)視覺設(shè)備有著更高的實(shí)時性、精度和可靠性。其中，主要研究集中在毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)上
毫米波指波長介于1~10mm的電磁波，毫米波雷達(dá)則指工作在毫米波波段的雷達(dá)。毫米波的波長介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。使用在汽車上時其抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)，可以滿足車輛對全天氣候的適應(yīng)性的要求。并且毫米波本身的特性，決定了毫米波雷達(dá)傳感器器件尺寸小、重量輕等特性，彌補(bǔ)了攝像頭等傳感器的缺點(diǎn)，使得其在車載應(yīng)用方面有著很大的優(yōu)勢。
目前國內(nèi)外主流汽車毫米波雷達(dá)頻段為24GHz（用于短中距離雷達(dá)，15-30米）和77GHz（用于長距離雷達(dá)，100-200米）。這類應(yīng)用在歐美日汽車已經(jīng)普及化，目前這些地區(qū)幾乎所有的汽車均開始配備汽車毫米波雷達(dá)傳感器，其中包括汽車防撞雷達(dá)、汽車盲區(qū)檢測雷達(dá)等。
可是即便如此，毫米波雷達(dá)卻仍然存在著精度低、可見范圍短的特點(diǎn)。而這兩個缺陷放在自動駕駛中，卻差之毫厘謬以千里，極易引起事故。因此在這樣的背景下，升級版就應(yīng)運(yùn)而生——激光雷達(dá)。
雷達(dá)（radar）圖
先認(rèn)識這個坐標(biāo)圖
第二步，計(jì)算坐標(biāo)值
X軸：
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的激光雷达和毫米波雷达的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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