激光雷达在无人汽车领域的应用

殷德佳

摘要：激光雷达在无人汽车领域中具有良好的有效性，能够切实推进无人汽车领域的健康稳定发展。本文主要是从激光雷达的基本情况分析入手，重点分析其内涵及原理、优势，介绍了其系统构成情况，阐明激光雷达在无人驾驶汽车领域的重要性，并借助实例加以证明，为推进无人汽车领域的良好发展提供一定借鉴和参考。

关键词：激光雷达;无人汽车领域;应用

1 绪论

现代社会自动化研究活动保持着飞速的发展态势，促进了无人汽车领域的良好发展。现阶段越来越多的企业、科研机构愈加重视无人驾驶汽车的研发工作。将激光雷达技术有效应用在无人汽车领域，将能够推进无人汽车领域的稳定发展。

2 激光雷达的基本情况

2.1 内涵及原理

激光雷达主要是利用其对障碍物反射的光进行探测，明确目标物体的实际位置信息，这是一种先进的遥感技术。受到超短脉冲激光技术、信号探测系统的积极影响，提升了激光雷达的测量精度和空间分辨率，扩展了探测范围。激光雷达实际运行的过程中，首先通过发射机，发射出激光束，当其到达障碍物的表面之后，将能够通过接收装置良好处理反射回波，针对各项有用信息加以提取。其次，回波信号时间隔、频率变化等信息都能够及时上传到相应的计算机系统之中，开展充分细致的分析工作，明确各项计算目标物体的相关信息。再者，充分结合发射激光束、激光器本身位置情况，积极构建起障碍物的多项基本信息，如位置和形状等。

2.2 系统构成情况

激光雷达测量系统实际运行，由硬件部分、软件部分构成，前者包含三维激光扫描器、速度传感器等，而后者则主要是负责收集数据，分析信号，确定出具体的的三维立体坐标。同时软件系统运行环节，还能够针对不同的软件模块加以细致划分，如数据采集、工程管理和三维显示方面侧重点不同，所实际对应的领域也存在着较大差异[1]。

2.3 优势

激光雷达在实际应用的过程中，表现出较多明显的优势：（1）清晰度和测量精度都较高。其中精度可以控制在2cm以内，角度分辨率为0.09°，从而较为清楚明确的绘制出周围的环境状况。（2）探测能力较强，测速范围较大。激光雷达能够全面的接收到障碍物的材质、位置。（3）拥有着较强的抗干扰能力。其实际应用过程中，一般不会受到其他红外线雷达光束的干扰。

3 激光雷达在无人汽车领域的应用分析

3.1 激光雷达应用方向

激光雷达测量工作进行中，能够充分有效探测出相应的信息和数据，构建起较为完整的三维数据体系，并加以良好显示。将激光雷达积极应用在无人汽车领域之中，将能够起到良好的效果。当前很多高级驾驶辅助系统的量产车之中，配置上良好的雷达技术，在推进汽车驾驶活动安全稳定开展方面具有积极作用[2]。而无人驾驶系统之中，对于安全性、精度性等多方面要求较高，需要保证检测的可靠性和高精度性，简单的雷达技术无法满足无人驾驶领域的发展需求。激光雷达作为检测精度更高的现代化传感技术，对于无人汽车领域的总体发展具有积极意义。在激光雷达实际应用的过程，充分使用了接收装置、激光发射和透镜构件，借助于飞行时间原理，获取到目标物体的各项特征数据，包含位置、移动速度、距离，并将其传输到数据处理器之中。数据处理器能够开展切实有效的处理活动，发布出相应的指令，如主动控制指令、被动警告指令，发挥优良的辅助驾驶功能，便于无人驾驶汽车的正常运行[3]。

3.2 选择合适方式合理控制测距

在激光雷达的应用中，可以针对超远距离的事物进行探测，具体开展数据分析工作的过程中，只需要分析反射光。在无人驾驶领域之中使用激光雷达开展测距工作，通过单线激光雷达和多线激光雷达都能够发挥良好作用。前者使用主要是使用二维测量的方式，而后者在单线激光雷达的基础上，增加了俯仰能力，可以扫描三维立体空间[4]。多数情况下，为保障无人汽车领域的有效发展，使用单线、多线激光雷达相结合的方式可以设施准确探测工作，推进汽车可以顺利有效的通过预定好的行程路线。在无人汽车领域中积极使用合适的方式，开展测距工作，还能够根据成像的实际方式运用情况，采用扫描成像雷达和非扫描成像式激光雷达手段，充分结合激光雷达和二维光学稻苗镜，实现成像式激光雷达的良好运用。这种激光雷达应用中能够良好扫描测量周围环境，寻求到目标障碍物的实际位置信息。而使用非扫描式的成像雷达，多是从分束器系统入手，发射出一定的光，良好接收各项目标信息，并构建起立体性的位置图像[5]。

3.3 应用实例分析

现代社会对于无人汽车领域的发展提供了良好前提条件，还提出了较高需求，激光雷达取得了较好的发展成果，精准度逐渐提升。如激光雷达无人汽车制造公司，积极引进激光雷达技术，在车身上设置5种类型的外传感器，其中一种雷达针对周围环境进行分析和检测，两种雷达主要是针对汽车周围环境的三维结构数据进行读取和分析，为充分开展信息收集和利用工作提供前提条件。

4 结语

激光雷达技术属于先进的光学遥感技术，充分结合了传统雷达技术和现代激光技术的优势，该项技术充分利用相位、振幅的载体作用，能够快速实现三维位置定位目标，精确测量速度，且具有较强的抗干扰能力。激光雷达在无人汽车领域发展过程中具有积极意义，能够良好提升无人驾驶汽车的检测精度，扩展较大的检测范圍，保障无人驾驶汽车运行的安全性和可靠性。

参考文献：

[1]王庆闪，张军，靳欣宇. 基于激光雷达在无人车中的定位与建图的应用研究综述[C].中国计算机用户协会网络应用分会2018年第二十二届网络新技术与应用年会论文集，2018.

[2]张辉，薛松.激光雷达在无人驾驶汽车中的应用及专利分析[J].中国发明与专利， 2018（A01）：35-44.

[3]李晨曦，张军，靳欣宇，等.激光雷达SLAM技术及其在无人车中的应用研究进展[J].北京联合大学学报，2017，31（4）：61-69.

[4]王会，侯勇，侯世亮.一种基于激光雷达无人车的障碍物探测系统设计[J].北京工业职业技术学院学报，2018（1）：4-7.

[5]黄如林，梁华为，陈佳佳，等.基于激光雷达的无人驾驶汽车动态障碍物检测、跟踪与识别方法[J].机器人，2016， 38（4）：437-443.