LiDAR，是Light Detection and Ranging的縮寫，常用作代表激光雷達(dá)。
LiDAR是一種傳感技術(shù)，可發(fā)射低功率，人眼安全的激光進(jìn)行脈沖測(cè)量，并測(cè)量激光完成傳感器與目標(biāo)之間往返所需的時(shí)間。所得的聚合數(shù)據(jù)用于生成3D點(diǎn)云圖像，同時(shí)提供空間位置和深度信息以識(shí)別，分類和跟蹤運(yùn)動(dòng)對(duì)象。
1、LiDAR工作原理
LiDAR的工作原理是檢測(cè)并測(cè)量返回傳感器接收器的光。一些目標(biāo)比其他目標(biāo)反射的光線更好，這使它們更容易可靠地檢測(cè)和測(cè)量到傳感器的最大范圍。比如，黑色表面善于吸收更多光，而白色表面能夠反射更多的光。這樣一來(lái)，與目標(biāo)主題顏色相對(duì)較暗的目標(biāo)相比，相對(duì)顏色較亮的目標(biāo)更容易在更長(zhǎng)的距離上受到可靠地檢測(cè)或測(cè)量。
對(duì)于窗戶等像鏡子一樣的目標(biāo)在檢測(cè)和測(cè)量方面頗具挑戰(zhàn)性，因?yàn)榕c在多個(gè)方向上分散光的漫射目標(biāo)不同，類似鏡子的物體只能反射很小的聚焦光束，而不會(huì)直接反射到傳感器的接收器中。
同時(shí)，諸如路標(biāo)和車牌之類的可反光目標(biāo)將高百分比的光返回接收器，并且是LiDAR傳感器的良好目標(biāo)。由于存在這些差異，LiDAR傳感器的實(shí)際性能和最大有效范圍可能會(huì)根據(jù)目標(biāo)的表面反射率而有所不同。
2、關(guān)于LiDAR的知識(shí)
點(diǎn)云
點(diǎn)云是在同一空間參考系下表達(dá)目標(biāo)空間分布和目標(biāo)表面特性的海量點(diǎn)集合，在獲取物體表面每個(gè)采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)后，得到的諸多特征點(diǎn)的集合，稱之為“點(diǎn)云”（Point Cloud）。點(diǎn)云是由3D點(diǎn)數(shù)據(jù)組成的大型數(shù)據(jù)集，由激光測(cè)量原理得到。車載激光雷達(dá)產(chǎn)生的點(diǎn)云包含來(lái)自周圍環(huán)境的原始數(shù)據(jù)，這些原始數(shù)據(jù)是從移動(dòng)物體（例如車輛和人）以及靜止物體（例如建筑物，樹木和其他永久性結(jié)構(gòu)）掃描而來(lái)的。然后可以通過(guò)軟件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換包含數(shù)據(jù)點(diǎn)的點(diǎn)云，以創(chuàng)建給定區(qū)域的基于LiDAR的3D圖像。
激光測(cè)量得到的點(diǎn)云內(nèi)容包括三維坐標(biāo)（XYZ）和激光反射強(qiáng)度（Intensity），強(qiáng)度信息與目標(biāo)的表面材質(zhì)、粗糙度、入射角方向，以及儀器的發(fā)射能量，激光波長(zhǎng)有關(guān)參數(shù)等。
FOV
FOV，是Field-of-View的英文縮寫，定義為傳感器覆蓋的角度（以度為單位）。通常，LiDAR傳感器的性能是在水平和垂直視場(chǎng)中測(cè)量的。所以，LiDAR的主要參數(shù)包括Vertical FOV和Horizontal FOV。
基于LiDAR與普通雷達(dá)以及攝像頭的感知系統(tǒng)有何不同
LiDAR和雷達(dá)均用于確定運(yùn)動(dòng)物體的速度，范圍和角度。雷達(dá)使用無(wú)線電波代替光，而相機(jī)則依靠數(shù)百萬(wàn)個(gè)像素或兆字節(jié)來(lái)處理2D圖像。
與雷達(dá)不同，LiDAR可以提供周圍世界的完整實(shí)時(shí)3D圖像。此外，與攝像機(jī)不同，LiDAR不提供PII（個(gè)人識(shí)別信息）風(fēng)險(xiǎn)，并且誤報(bào)率較低。LiDAR可以在確定目標(biāo)距離的同時(shí)創(chuàng)建目標(biāo)的圖像，從而提供目標(biāo)的3D視圖并精確計(jì)算目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向，而相機(jī)和雷達(dá)都無(wú)法提供。
此外，無(wú)論是在黑暗中還是在雨天或雪天等天氣條件下，雷達(dá)或攝像機(jī)都無(wú)法準(zhǔn)確看到，這嚴(yán)重限制了它們的“視線”能力。LiDAR還可以提供一定范圍內(nèi)物體的表面測(cè)量和精確分辨率。
對(duì)于無(wú)人駕駛汽車，最強(qiáng)大且響應(yīng)迅速的安全傳感器系統(tǒng)將是全套LiDAR，雷達(dá)，攝像機(jī)，其中LiDAR作為主要傳感器。
3、LiDAR在自動(dòng)駕駛中的地位
與攝像機(jī)和雷達(dá)不同，LiDAR可以在白天或夜晚的任何光照條件下運(yùn)行，這使其成為自動(dòng)駕駛汽車必不可少的技術(shù)。攝像頭，雷達(dá)和其他技術(shù)可以在一定程度上幫助車輛“看到”周圍的環(huán)境。一旦天黑或下雨，攝像頭技術(shù)就無(wú)法提供汽車準(zhǔn)確看到并區(qū)分人與其他物體所需的高分辨率圖像。LiDAR仍然是唯一提供最高范圍精度和最佳角分辨率的傳感器，因此LiDAR對(duì)于確保乘客和行人的安全至關(guān)重要。
車用LiDAR種類
車用LiDAR可以分為機(jī)械式和固態(tài)式兩種。
目前，僅用于ADAS系統(tǒng)的機(jī)械式LiDAR已經(jīng)商業(yè)化量產(chǎn)。用于L4級(jí)別以上的機(jī)械LiDAR往往安裝與汽車頂部，進(jìn)行360°機(jī)械式旋轉(zhuǎn)掃描。但是機(jī)械掃描LiDAR會(huì)造成掃描盲區(qū)，即汽車周圍近距離內(nèi)是視野盲區(qū)。另外，在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)械件容易故障，從而易產(chǎn)生安全問(wèn)題。
因此自動(dòng)駕駛研究員開始研究固態(tài)激光雷達(dá)。
