激光雷達的11個謠言，你知道嗎？
發(fā)布時間：
2021-08-10
1.激光雷達是一種非常高科技的設備。
*蝙蝠的聲學演示
激光雷達是在20世紀60年代早期脈沖激光發(fā)明后不久發(fā)明的。原理其實很簡單。就像蝙蝠根據物體反射的聲波來測量與物體的距離一樣，激光雷達只是用光波代替了聲波。
激光雷達所做的是發(fā)射一個脈沖，并測量它從一個物體反射回來所需的時間。由于光速是恒定的，所以通過測量光波的飛行時間就很容易計算出距離。
這個物理基礎在過去的半個世紀里沒有改變，所以激光雷達的工作原理還是相當簡單的。
2.激光雷達很貴。
*可見脈沖激光二極管
雖然由于激光光源價格昂貴，激光雷達的價格長期居高不下，但激光二極管的發(fā)明大大降低了激光雷達的成本。
現在不到一美元就能買到一個可見光脈沖激光二極管，激光光源的價格已經不是影響激光雷達價格的主要因素。對于能夠多點測量的成像激光雷達，增加的成本通常與其成像方法有關。
Cepton微動技術(MMT)的創(chuàng)新方法制造的成像激光雷達不會超過普通相機的價格。
3.固態(tài)激光雷達沒有運動部件，這是最好的方法。
沒有移動部件的固態(tài)激光雷達只是改進了激光器結構的一個方面。無磨損結構增強了激光雷達的可靠性。然而，無磨損機制會大大降低激光雷達的性能。
最能說明問題的表現就是激光雷達的測量距離減小，視場角減小，或者對環(huán)境光源(比如太陽光)更加敏感。
此外，固態(tài)激光雷達的高成本也成為阻礙其在消費市場大規(guī)模部署的因素。
4.閃光激光雷達是最好的成像激光雷達。
*美國航天局的閃光激光雷達成像
美國國家航空航天局(NASA)在空間站對接操作中使用了閃光激光雷達。該系統(tǒng)采用的激光雷達分辨率高，探測距離遠。
然而，為了達到所需的性能，激光雷達的波長(1550nm)和所需的功率(峰值功率~100 kW)的成本遠遠超過百萬美元。
雖然閃光激光雷達的成像性能確實是最好的，但是普通汽車不需要造價百萬美元的傳感器。
5.1550激光對人眼安全，905不安全。
*波長圖
人眼安全受多種因素影響，不僅僅是波長。除了波長，安全水平還取決于功率、發(fā)散角、脈沖持續(xù)時間、曝光方向等因素。
在其他條件相似的情況下，在安全范圍內，1550nm激光的功率高于905nm激光。然而，工程師傾向于設計靈敏的光學探測器，這種探測器不需要高功率激光器。相對于高成本的1550nm激光光源，基于硅工藝的905nm激光更適合，尤其是在對成本高度敏感的汽車市場。
6.激光雷達在惡劣的天氣條件下無法工作。
*機場天氣情況惡劣
其實像相機一樣，激光雷達也是一種光學設備。如果霧阻擋了所有的光傳輸，激光雷達確實會失敗。但為了量化這種影響，航空界明確定義了物理量“能見度”，即在無光背景下，能看見并識別光強為1000坎德拉的光源的最大距離。
根據目視飛行規(guī)則的著陸限制，當能見度大于1800英尺時，激光雷達的性能不會受到影響。
7.激光雷達只適用于汽車。
*阿波羅11號首次使用激光精確測量了地球和月球之間的距離。
激光雷達是近幾年才在汽車上使用的。
當激光雷達在半個世紀前首次發(fā)明時，它最廣為人知的應用是測量地球和月球之間的距離。后來，激光雷達被用于測量地面和云層之間的距離以及其他天氣條件。
如今，激光雷達可以用于任何需要測量物體距離的應用中。隨著激光雷達成本的降低，激光雷達將用于十字路口、安全等基礎設施。
8.CEPTON的微動技術和MEMS一樣。
*Cepton Vista車載激光雷達
Cepton發(fā)明的微動技術(MMT)利用無摩擦電磁驅動運動進行光學掃描。這種設計不同于MEMS，MEMS主要使用振鏡進行光束掃描。
Cepton激光雷達的光路中不涉及振鏡，簡化了結構，使光能損失保持在最低水平。
9.激光雷達必須使用紅外光。
激光雷達只要能產生短脈沖光波就可以用。
事實上，綠色激光常用于激光雷達測量。對于汽車應用，任何可見激光都會導致駕駛員分心，因此通常選擇人眼不可見的紅外光。適當的濾波還可以改善激光雷達在環(huán)境光下的性能，例如汽車前照燈的照明。
10.FMCW激光雷達優(yōu)于TOF雷達。
FMCW(調頻連續(xù)波)激光雷達測量的是光波的相位差，而不是飛行時間，因此測量精度更高(從毫米到微米)。這么高的精度對于勘測應用來說是必須的，但對于汽車探測障礙物來說卻不是必須的，厘米級的精度就足夠了。
FMCW激光雷達非常復雜和昂貴，即使對于L4到L5自動駕駛應用，它也沒有吸引力。
11.激光雷達可以被攝像機、雷達或二者的組合所取代。
激光雷達最突出的特點是在測量三維物體時也具有很高的空間分辨率。雷達可以探測到停在前面的車，但是不能分辨出車是停在前面還是停在旁邊。沒有足夠的環(huán)境照明，相機將變得無用。
事實上，激光雷達、雷達和攝像頭有望在L3及以上的自動駕駛汽車中共同配備。
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