云南车用激光雷达数据处理

自动驾驶感知方案分为轻硬件重算法的视觉方案和以激光雷达为主的 多传感器融合方案。当前汽车制造商正在为车配备各种先进的控制和传 感功能，例如碰撞警告、避让系统、盲点监视器、车道保持辅助、车道 偏离警告、自适应巡航控制等等是一些成熟的驾驶辅助案例，使驾驶体 验更安全、更轻松。对于自动驾驶通常有纯视觉和多传感器融合两种路 径：特斯拉坚持纯视觉方案，采用来自多个摄像头的图像通过神经网络 进行分析，利用海量数据来做出关于加速、制动和转向的决定，特点为 轻传感器重算法。其他厂商均采用激光雷达、相机、毫米波雷达多传感器融合方案提升安全性能，特点是重硬件轻软件。激光雷达、毫米波雷 达、超声波传感器和摄像头各有优缺点。高度自动驾驶和完全自动驾驶 的车辆需要多传感器融合，能在各种天气和照明条件下创建精确的车辆 周围环境感知以及长短距离地图。目前激光雷达的终端信息处理系统设计采用主要采用大规模集成电路和计算机完成。云南车用激光雷达数据处理

TOF 是目前为成熟和广泛应用的测距方式，根据光反射回的时间测距 离。具体来说是通过用脉冲激光照亮目标并测量反射返回信号的特性来工作。脉冲光的宽度范围可以从几纳秒到几微秒。TOF 激光雷达主要部 件有激光器、放大器、光电转换器等。TOF 激光源目前有 905nm 和 1550nm 两种，通常情况下 905nm 探测距离为 100-200m，由于靠近可见光对人眼有影响，因此难以通过加大功率增加探测距离，导致探测 距离有限。1550nm 探测距离能达到 250m，且有更好的安全性，但由 于 1550nm 接收器需要采用铟镓砷光电探测器芯片，导致当前成本较高。tof激光雷达生产商在高精度激光测距机中，通常采用峰值采样保持电路和恒比定时电路来减小测时误差。

激光雷达从快速上车角度来看，需要平衡性能、可靠性、可量产、低成 本四大方向。激光雷达作为车规级产品关乎生命安全，对可靠性要求极 高，十分考验厂商的研发和制造能力。车规级产品需要满足-40-105°C 使用环境和 15 年使用寿命，同时要保证 0 失效率，难度较高。在制造 过程中也需要设计安全冗余保证量产良率，同时也能降低成本。在满足 使用性能的前提下，车规级可靠性是保障安全的技术，可量产和成本也 是上车关键。激光雷达可通过结构优化、量产、自主研发降低成本。

激光雷达通过光探测距离生成数以千万计的数据点生成点 云，为机器和计算机提供 3D 周围环境的准确展示和感知，让“看见” 和“看清”赋能新一代汽车。 的车载激光雷达需要具备良好的测远能力、精度、高清晰度，高性价比和低功耗。具体来看，假设高速路段行驶速度为 100km/h 约合 28m/s，一般情况下 100km/h 到 0km/h 制动需要 3-4 秒左右，所以 高速刹车制动距离为 100-150m。对于自动驾驶主雷达，为了保证高速 行驶安全，激光雷达探测距离需要在 200-250m 以上较为安全。拥有良 好的测远能力意味着留给系统进行感知和决策的时间越长，安全性更好。 拥有良好的角分辨率使探测器对探测目标物有好清晰度和识别能力。同 时，低功耗在实际应用当中对安全有巨大帮助,更少电能消耗，意味着 获得更多续航里程。激光雷达的波长比微波短好几个数量级，又有更窄的波束。

激光雷达是结合了光学、电子、机械、软件、芯片、器件等技术，可以进行环境 探测、数据处理和传输的智能传感器。激光雷达由发射系统、接收系统、信息处 理系统和扫描系统组成。发射系统中的激励源周期性地驱动激光器，发射激光脉 冲，激光调制器通过光束控制器控制发射激光的方向和线数，通过发射光学系统，将激光发射至目标物体；经接收光学系统，光电探测器接收目标物体反射 回来的激光，产生接收信号；接收信号经过放大处理和模数转换，经由信息处理 模块计算，获取目标表面形态、物理属性等特性，然后建立物体模型。扫描系统 对所在的平面扫描，并产生实时的平面图信息。通过分析便可得到待测对象的浓度分布。贵阳32线激光雷达原理

其特点是激光输出波长范围较宽;气体的光学均匀性较好。云南车用激光雷达数据处理

棱镜扫描采用2-3块棱镜控制激光雷达扫描非重复性的方向，典型特征是输出的图像中间会比周边的扫描密度大一些。在时间充裕下可扫描整个视场。棱镜主要优点是透光性较好，不需要太多激光器、收发器，能够降低成本。同时组件可以固定，可靠性更高。棱镜方案劣势在于中心和四周的扫描区域均匀性存在差异，且成像范围不一致会导致激光雷达在高速移动过程中出现成像不连续的情况，需要后期算法补偿。基于以上特征，棱镜方案更适合扫描精度要求高、时效要求低的应用场景。云南车用激光雷达数据处理

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