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激光雷达传感器在无人驾驶中的作用及市场趋势

近段时间以来，国内车企关于无人驾驶汽车的研发和测试捷报频传。先是吉利汽车宣布将在2022年亚运举办期间，在特定区域内使用完全无人驾驶的车辆。随后再有报道称，宣称其新一代无人巴士车阿波龙二代将很快推出。而就在不久前，与一汽共同打造的国内首批量产自动驾驶出租车在湖南长沙展开了上路测试。有消息称，长沙市民有望在年底之前先体验到首批自动驾驶出租车。无疑无人驾驶技术是一种解放人类双手和提高生产力效率的科技。

激光雷达的行业趋势

激光雷达是的传感器，但是有与过于昂贵，无人驾驶业界对激光雷达的存废之争一直没有停止过。非激光雷达阵营主要是以特斯拉为代表的的传统车企，他们倾向于渐进式路线，从ADAS辅助驾驶逐渐升级过度到自动驾驶，以端到端的深度学习砍掉传统的激光雷＝雷达，激光雷大阵营主要是以谷歌为代表的科技公司，他们倾向于一步到位路线，以激光雷达为主传感器，等技术方案成熟成本下降后，再大规模商用。

激光雷达原理

与雷达工作原理类似，激光雷达通过测量激光信号的时间差和相位差来确定距离，但其很大优势在于能够利用多谱勒成像技术，创建出目标清晰的 3D 图像。激光雷达通过发射和接收激光束，分析激光遇到目标对象后的折返时间，计算出到目标对象的相对距离，并利用此过程中收集到的目标对象表面大量密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，得到出被测目标的三维模型以及线、面、体等各种相关数据，建立三维点云图，绘制出环境地图，以达到环境感知的目的。由于光速非常快，飞行时间可能非常短，因此要求测量设备具备非常高的精度。从效果上来讲，激光雷达维度（线束）越多，测量精度越高，安全性就越高。

调频连续波FMCW激光雷达

以三角波调频连续波为例来介绍其测距/测速原理。蓝色为发射信号频率，红色为接收信号频率，发射的激光束被反复调制，信号频率不断变化。激光束击中障碍物被反射，反射会影响光的频率，当反射光返回到检测器，与发射时的频率相比，就能测量两种频率之间的差值，与距离成比例，从而计算出物体的位置信息。FMCW的反射光频率会根据前方移动物体的速度而改变，结合多普勒效应，即可计算出目标的速度。