用于更安全自动驾驶汽车的激光雷达嵌入式视觉技术的进展

自动驾驶汽车需要改进的一个领域是自动驾驶汽车的导航和安全。对于大多数人来说，当谈到自动驾驶汽车时，最可怕的是没有人在方向盘上，而依靠机器不碾压你的想法是一个重大的信仰飞跃。目前的技术在导航和安全功能方面存在局限性。目前，车辆使用雷达或激光雷达，其中飞行时间(ToF)激光雷达系统非常普遍。然而，这些技术也有其局限性，这也是人们对自动驾驶汽车感到不安的原因之一。

激光雷达(LiDAR)和雷达(RaDAR)的工作原理都是一样的，都是发出一个波，然后利用反射来确定周围物体的距离、位置和速度。激光雷达利用激光或光束，而雷达利用无线电波。这两种探测器都可以用来确定车辆周围的物体，并为导航和躲避程序提供输入。利用激光雷达的嵌入式视觉系统更容易使自动驾驶汽车不仅可以确定周围物体的距离和速度，还可以确定潜在物体识别的形状。例如，这种类型的系统可以区分一个孩子和他们跑到街上的球。

虽然激光雷达优于雷达，但目前的飞行时间激光雷达技术有其局限性。检测能力是基于输出强度，这意味着它需要明亮的光线才能看得更远。更亮的灯光会对人的视力造成危害，因为光束会损伤人的眼睛。而且，ToF激光雷达容易受到其他激光雷达系统甚至阳光的干扰，使其在某些条件下的可靠性受到怀疑。

一种新的激光雷达技术，调频连续波激光雷达，或FMCW激光雷达，消除了许多这些限制。利用雷达技术的经验教训，激光雷达已经从飞行时间操作转向频移操作。这种变化的好处有很多，从降低光强度要求到提高抗干扰能力。使用FMCW激光雷达技术，激光雷达可以在更少干扰的情况下检测物体，并且仍然对眼睛安全，这是自动驾驶汽车整体安全性的巨大提高。即将到来的技术改进将使人们能够在200米的距离上看到小到1.5英寸的物体，这就像从两个足球场中挑出一个高尔夫球一样。这种检测能力将使自动驾驶汽车能够以高速公路的速度对200米外的物体做出反应。因此，这将使自动驾驶汽车的反应能力降低到平均人类反应时间的一半左右。

随着激光雷达技术的进步，特别是FMCW激光雷达，自动驾驶汽车中的嵌入式视觉系统正在朝着创造对人类更安全的车辆的方向发展。随着这些功能的成熟，自动驾驶汽车将变得越来越普遍，其安全记录将开始显示出其优于人类操作员的优势。

本文最初发表于视觉在线．AIA是先进自动化协会(A3)的一部分，是CFE媒体的内容合作伙伴。

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