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不只長距離和大視角,激光雷達(dá)的精度必須保障

E4Life ? 來源:電子發(fā)燒友網(wǎng)原創(chuàng) ? 作者:周凱揚 ? 2023-05-07 09:30 ? 次閱讀
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電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/周凱揚)在車規(guī)激光雷達(dá)這幾年的發(fā)展中,由于固態(tài)與混合固態(tài)激光雷達(dá)率先上車,往往都是先從更遠(yuǎn)的探測距離、更大的視場角開始做起??呻S著ADAS系統(tǒng)朝著更高等級進發(fā),對高精度的追求也開始慢慢被提上日程。

角分辨率

在一眾固態(tài)激光雷達(dá)廠商追求更大視場角的過程中,往往不能忽視了角分辨率這一重要精度參數(shù)。隨著如今激光雷達(dá)的掃描方式已經(jīng)變得多種多樣,也出現(xiàn)了數(shù)字激光雷達(dá)等產(chǎn)物,但在考慮角分辨率時,還是以激光掃描點之間的平均角分辨率來計算的。

對于長距離激光雷達(dá)而言,其角分辨率往往無需做到太高,畢竟這類產(chǎn)品優(yōu)先保證的是探測距離和視場角。但對于補盲用的激光雷達(dá)來說,角分辨率就越高越好了。在同樣的距離下,角分辨率越高的激光雷達(dá)可以更高精度的探測結(jié)果,進而實現(xiàn)精確的物體判斷。這也是在不少汽車自動駕駛系統(tǒng)中,由遠(yuǎn)到近后識別精度更高的原因。

但一味地增加角分辨率對整車系統(tǒng)而言并不一定是好事,且不說龐大的吞吐量和功耗要求,對于自動駕駛計算域而言,也需要將更多的算力遷移到對激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)分析上,而其中不少任務(wù)如果交給圖像傳感器又能以更小的硬件成本完成任務(wù)。這就像是圖像傳感器的像素一樣,最終決定觀感并不是像素的多少,而是單顆像素的質(zhì)量,激光雷達(dá)的角分辨率也是如此。

反射率造成的誤差

激光雷達(dá)在遇到透明玻璃或高反射材質(zhì)時,其測距與定位效果都會受到影響。往往我們在查看激光雷達(dá)的探測距離指標(biāo)時,都會注意到廠商標(biāo)注了特定反射率,尤其是10%及以下的反射率。

而這種高反射率材質(zhì)的物體反饋到點云圖上,就很容易生成“鬼影”或者“膨脹”,而且這些往往來自需要準(zhǔn)確識別的物體,譬如交通指示牌、尾燈等等。這些既需要激光雷達(dá)本身擁有對高反射信號的精確辨別能力,也需要算法來做持續(xù)優(yōu)化。

其次就是透明玻璃,激光雷達(dá)發(fā)射出的激光會穿過透明玻璃,從而造成一定的漏檢。在專業(yè)測繪場景中,往往可以用到一些輔助反射手段,比如貼上磨砂紙、高反射率膠帶等等,但車載場景中是無法針對這種特殊材質(zhì)去做處理的。好在行駛中會被透明玻璃干擾的場景較少,即便有也可以通過其他傳感器融合的手段來準(zhǔn)確判別。

其他光源的干擾

激光雷達(dá)雖然無懼極暗的黑夜場景,但并不代表著能在強光照下實現(xiàn)最好的性能。在汽車行駛的過程中如果是順光行駛,那么強烈的太陽光很可能會使朝向太陽的激光雷達(dá)點云圖內(nèi)出現(xiàn)顯著的噪點干擾,同理還有各種城市光污染。如何更好地分離出這些干擾信號,實現(xiàn)更高的點云圖信噪比,也是各家激光雷達(dá)在算法上需要打磨的一環(huán)。

再者就是來自其他激光雷達(dá)的干擾,如何判斷接收器收到的激光是來自自己的發(fā)射器還是其他發(fā)射器是一個大問題,尤其是本身抗擾能力就不算強的TOF激光雷達(dá)。不過在各大廠商的努力下也很快找到了解決辦法,比如引入激光編碼加密,濾掉其他的激光雷達(dá)脈沖。

小結(jié)

車載激光雷達(dá)作為自動駕駛傳感器中最重要的一環(huán),對精度的要求依然維持在較高的水平,而不能因為傳感器融合的存在而有所疏忽。尤其是為了高安全性,大多數(shù)自動駕駛系統(tǒng)都在冗余上下盡功夫。只有同時解決了距離、精度和視角的問題,激光雷達(dá)才適合作為量產(chǎn)傳感器投入汽車市場。
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