為普及激光雷達(dá)對于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的重要性,，近日全球激光雷達(dá)龍頭企業(yè)Velodyne在其官方網(wǎng)站發(fā)布了三篇關(guān)于自動(dòng)駕駛傳感器的博客,，《高工智能汽車》從中摘錄了一部分如下：

　　情境意識(shí)是良好駕駛的關(guān)鍵,。為了將汽車導(dǎo)航到期望的目的地,，司機(jī)需要知道自己的位置并實(shí)時(shí)觀察周圍環(huán)境。

　　這些觀察允許駕駛員本能地采取行動(dòng),，例如加速或剎車,、改變車道、合并到公路上,、繞過障礙物和物體進(jìn)行機(jī)動(dòng),。

　　完全自動(dòng)駕駛的車輛（AV）的工作方式基本相同，只是它們使用傳感器和GPS技術(shù)來感知環(huán)境并規(guī)劃通往期望目的地的路徑,。

　　這些技術(shù)共同工作,，以確定汽車所在的位置和正確的路線。他們不斷地確定汽車周圍發(fā)生的事情,，定位車輛附近的人和物體的位置,，并評估其運(yùn)動(dòng)的速度和方向。

　　這種持續(xù)的信息流被輸入到汽車的車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,，這決定了在周圍環(huán)境中安全導(dǎo)航的最安全方式,。

　　自動(dòng)駕駛車輛利用高清晰地圖引導(dǎo)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)。最新發(fā)展目標(biāo)是實(shí)時(shí)生成和更新這些地圖,。雖然這仍然是一項(xiàng)正在進(jìn)行中的工作,，但這是必要的，因?yàn)槲覀兊牡缆窏l件不是靜態(tài)的。

　　擁擠,、事故和建筑使我們的街道和公路上的現(xiàn)實(shí)生活變得復(fù)雜起來,。車載傳感技術(shù),，如激光雷達(dá),、攝像頭和毫米波雷達(dá)，實(shí)時(shí)感知環(huán)境以提供這些不斷變化的道路狀況的準(zhǔn)確數(shù)據(jù),。

　　這些傳感器產(chǎn)生的實(shí)時(shí)地圖通常非常詳細(xì),，包括道路車道、路面邊緣,、路肩,、分隔線和其他關(guān)鍵信息。這些地圖包括附加信息,，如路燈,、電線桿和交通標(biāo)志的位置。

　　車輛必須意識(shí)到這些特征,，才能安全地行駛在道路上,。

　　傳感技術(shù)解決了其他關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)要求。例如,，激光雷達(dá)能夠使車輛具有360°的視野,，因此在運(yùn)行時(shí)可以看到車輛周圍的整個(gè)環(huán)境。

　　傳感器技術(shù)為車載計(jì)算機(jī)提供了檢測和識(shí)別諸如車輛,、自行車,、動(dòng)物和行人等物體所需的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)還允許車輛的計(jì)算機(jī)測量這些物體的位置,、速度和軌跡,。

　　在自動(dòng)駕駛車輛檢測物體方面的典型的例子就是高速公路上的危險(xiǎn)輪胎碎片。這個(gè)例子經(jīng)常被引用,，因?yàn)樗鼤?huì)給所有的傳感器帶來麻煩,。

　　輪胎碎片通常不夠大，無法從遠(yuǎn)處輕易地被發(fā)現(xiàn),，并且它們通常與路面顏色相同,。傳感器技術(shù)必須具有足夠高的分辨率來準(zhǔn)確地檢測碎片位置。這需要將輪胎與道路瀝青分開,，并確定它是靜止的物體（而不是像小動(dòng)物那樣移動(dòng)的物體）,。

　　在這種情況下，車輛不僅需要檢測物體,，而且還將其分類為輪胎碎片,，這是必須避免的。然后，車輛必須確定正確的行動(dòng)路線,，如改變車道以避免輪胎碎片同時(shí)不撞到另一車輛或物體,。

　　為了給車輛足夠的時(shí)間來改變它的路徑和速度，這些步驟都必須在不到一秒鐘的時(shí)間內(nèi)發(fā)生,。同樣,，車輛車載計(jì)算機(jī)做出的這些決策依賴于車輛傳感器提供的精確數(shù)據(jù)。

　　在所有的傳感器中,，目前激光雷達(dá)被認(rèn)為是必須的傳感器,。它以極高的速率反射周圍物體的光，每秒產(chǎn)生數(shù)百萬個(gè)激光脈沖,。通過測量每個(gè)脈沖“彈離”物體并返回到傳感器所需的時(shí)間,，并將這一時(shí)間乘以光速，可以計(jì)算物體的距離,。

　　同時(shí),，以極高的速率收集這些距離數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生“點(diǎn)云”，或者傳感器周圍環(huán)境的3D表示,，在地圖上精確地定位車輛——在厘米以內(nèi),。

　　目前，全球各地的激光雷達(dá)廠商提出了多種技術(shù)路線,，在這些方法中,，都有著相同的性能指標(biāo)用于判斷激光雷達(dá)是否能夠適用于自動(dòng)駕駛車輛。

　　最關(guān)鍵的指標(biāo)包括：視場角,、測距范圍,、分辨率、旋轉(zhuǎn)速度/幀速率,。

　　視場角,。人們普遍認(rèn)為，360°水平視場——對于人類駕駛員來說不可能——但對于自動(dòng)駕駛車輛的安全運(yùn)行是最佳的,。

　　例如,，我們可以在高速公路上進(jìn)行高速合并車道的場景。自動(dòng)駕駛車輛前方對角觀看另一輛車是否在相鄰車道上行駛,。這也需要大致垂直于車輛當(dāng)前行駛位置的視圖,，以評估相鄰車道上的車輛，并確認(rèn)有并道的空間,。

　　在整個(gè)過程中,，車輛必須向前看，這樣就可以在前方進(jìn)行交通協(xié)商,。由于這些原因,，一個(gè)狹窄的視場將不足以使車輛安全地執(zhí)行并道動(dòng)作,。

　　因此，旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)傳感器對于這些應(yīng)用是最佳的,，因?yàn)槟軌虿东@完整的360度視圖,。

　　相比之下，如果自動(dòng)駕駛車輛采用有限水平視野的傳感器,，則需要更多的傳感器,，并且車輛的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須隨后將這些各種傳感器收集的數(shù)據(jù)拼接在一起。

　　垂直視野是另一個(gè)重要的性能指標(biāo),，激光雷達(dá)的能力與現(xiàn)實(shí)生活的駕駛需求相匹配,。LiDAR需要看到道路以識(shí)別可駕駛區(qū)域，避免物體和碎片在其車道上,，并在需要時(shí)改變車道或在十字路口轉(zhuǎn)彎。

　　自動(dòng)駕駛車輛也需要激光雷達(dá)（LiDAR）光束,，該光束指向足夠高的地方,，以探測高大的物體、路標(biāo),、懸垂物,，以及上下坡道。

　　測距范圍,。這對于激光雷達(dá)來說一直是一個(gè)重要話題,，自動(dòng)駕駛車輛需要盡可能地向前看，以優(yōu)化安全性,。在高速公路上,，200米的最小測距范圍允許車輛在最短時(shí)間對變化的道路條件和環(huán)境作出反應(yīng)。

　　低速場景,，則允許傳感器具有更短的距離,，但是車輛仍然需要對道路上的意外事件做出快速反應(yīng)。

　　在每種情況下,，車載傳感器需要足夠的距離給車輛足夠的時(shí)間來檢測人或物體,，分類它是什么，確定它是否移動(dòng)和如何移動(dòng),，然后采取步驟避免它同時(shí)不撞到另一輛車或物體,。

　　另一個(gè)與測距范圍相關(guān)的因素是反射率。影響物體表面反射率的因素主要有物體表面顏色和表面類型（亞光,，高亮,，平滑，粗糙等）,。

　　我們通常定義柯達(dá)白板（Kodak white material）的表面反射率為100%,，因此根據(jù)這一定義光亮表面的反射率一般會(huì)大于100%,。

　　淺色物體比暗物體反射更多的光。雖然許多傳感器能夠在遠(yuǎn)距離檢測具有高反射率的物體,，但是能夠檢測遠(yuǎn)距離低反射率物體的傳感器要少得多,。

　　分辨率。高分辨率激光雷達(dá)在所有速度下都是物體檢測和防撞的關(guān)鍵,。更精確的分辨率允許傳感器更精確地確定物體的大小,、形狀和位置，而最先進(jìn)的激光雷達(dá)傳感器能夠檢測3厘米內(nèi)的物體,，有些可以接近到2厘米,。

　　這種更精細(xì)的分辨率甚至優(yōu)于高分辨率毫米波雷達(dá)，并為車輛提供了最清晰的道路視覺,。

　　為了檢驗(yàn)分辨率的重要性,，我們可以考慮道路上輪胎碎片的例子。LiDAR系統(tǒng)不僅需要能夠檢測出物體,，而且需要識(shí)別出它是什么,。

　　考慮到它需要檢測黑暗表面上的黑色物體，因此具有較高分辨率的傳感器提高了車輛準(zhǔn)確檢測和分類的能力,。

　　此外,，為了幫助對道路狀況作出技術(shù)反應(yīng)，與攝像頭不同,，LiDAR提供環(huán)境的3D圖像,，其中包括物體離車輛多遠(yuǎn)的精確測量。