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无人汽车领域中激光雷达的应用探究高源

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：高源

[导读] 摘要：现阶段，我国的科学技术水平快速发展，社会不断进步，激光雷达技术也在不断发展，激光雷达技术在无人汽车领域中发展前景十分广阔，在无人汽车领域使用激光雷达技术十分有效，可以促进无人汽车领域的快速稳定的发展，激光雷达技术的发展为我国的无人汽车领域快速发展保驾护航。

        (中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西天地煤机装备有限公司山西太原 030006)
        摘要：现阶段，我国的科学技术水平快速发展，社会不断进步，激光雷达技术也在不断发展，激光雷达技术在无人汽车领域中发展前景十分广阔，在无人汽车领域使用激光雷达技术十分有效，可以促进无人汽车领域的快速稳定的发展，激光雷达技术的发展为我国的无人汽车领域快速发展保驾护航。
        关键词：无人汽车；激光雷达；应用
        在最近几年的时间里，我国的科学技术水平不断提升，人工智能，互联网也随之不断发展，无人汽车领域成为一个新的热点被人们关注，全球汽车厂家和互联网企业都在斥巨资研究新技术，各种新技术不断被研究出来，例如：激光雷达技术，激光雷达技术对无人汽车领域是一个具有重大意义的技术。
        一、激光雷达技术的工作原理和构成：
        激光雷达指的是用发射激光束去探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达是现代的遥感技术，它的工作原理是向目标发射探测信号，然后再将收到的反射回来的信号与发射信号相比较,进行适当的处理之后,就可获得和目标的有关信息。
        激光雷达是由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光雷达分为软件部分和硬件部分两部分组成，软件部分的主要工作是收集数据信息，分析得到的信息，从而确定目标的坐标，硬件部分的主要包括激光发射机、光学接收机等。
        二、激光雷达技术的优点
        和普通的微波雷达相比，因为激光雷达使用的激光束，所以带来了很多优点，比如：
        （一）高分辨率，测量精准度比较高
        激光雷达的分辨率比较高，可以获得极高的角度、距离和速度分辨率，同时激光雷达的测量精准度可以小于2厘米，因激光雷达的如此高的分辨率和测量精准度，可以清晰地将周围环境描绘出来；
        （二）抗有源干扰能力强
        激光雷达的隐蔽性好、抗有源干扰能力强，基本不会被其他的雷达光束所干扰，激光雷达会发出红外线波，其他雷达也会发出，但是其他雷达发出的红外线无法影响到激光雷达；
        （三）低空探测性能好
        激光雷达只会被目标反射，基本不会干扰到激光雷达，与此同时，激光雷达的反射精准度十分的高，甚至连目标的材质都可以完整地反馈；
        （四）体积小，质量轻
        普通的微波雷达体积很大，质量需要以吨计数，但是激光雷达就有着体积小，质量轻的优点，同时激光雷达的结构比较简单，维修比较方便，操控简单，价格也比较低。
        （五）测速的范围大
        在速度达到每一小时200公里的目标都可以被激光雷达扫描到，所以，在无人汽车领域，激光扫描仪既可以运用到市区的低速环境下，还可以应用到高速环境下，所以这样就很高的提升了无人汽车的安全性能。
        三、激光雷达在无人汽车的地位
        激光雷达指的是是激光探测和测量距离，激光雷达采用的技术是飞行时间，意思就是依据激光碰到目标之后的折返的时间，从而计算出目标和自己的相对的距离。现阶段，激光雷达技术已经在很多带有高级辅助系统驾驶的车辆装备使用，为了保证无人汽车的可靠性和检测的精准度，在严格的无人汽车领域激光雷达已经成为很重要并不可代替的传感器。
        四、无人汽车领域的现状和未来的发展
        （一）无人汽车的现状
        国外的科学技术发展水平比较高，科学技术的发展水平为研究无人汽车提供了很好的技术支持，加之互联网的应用又起到了帮助无人汽车快速发展的功效，美国是最早研究无人汽车，后续英国和法国等国家也随之研究无人汽车，都取得了比较良好的成果。

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和国外的发展相比，我国的无人汽车发展起步比较晚，但是我国发展的速度要快得多，我国的一些企业和军事类院校，百度、国防科技大学等，走在了研发无人汽车的前列，举个例子：长安企业的无人汽车从重庆出发，一直到达北京的国内无人汽车驾驶的记录，但是因为无人汽车对于技术的要求比较高，同时需要足够的资金，然而我国的资金和技术两方面准备的不够充足，导致无人汽车的发展受到了限制[1]。
        （二）无人汽车未来的发展
        在未来的某一天，无人汽车已经普及，现有的很多社会的制度将会受到冲击，例如人们不需要驾照这个规定。随着信息技术的不断普遍，无人汽车将会和移动通信的技术相结合，无人汽车可以通过移动通信随时随地联系。如果无人汽车普及，那么在国家电网购买电动汽车将会变得很容易，汽车的油费也会被电费所替代，各大加油站将会被拆除，出租车司机这个职业将会慢慢的消失，因为马路上的出租车也不需要司机，无人汽车的出现，给我们带来了对未来生病的美好憧憬。
        五、无人汽车现阶段遇到的困难
        现阶段，我国的无人汽车已经不断发展，同时也取得了很大的进步，无人汽车已经被公众所认可，但是如果想实现无人汽车的普及还需要很长一段时间的努力，因为我国现在技术水平不高，零件大部分是进口的，制度和法律法规需要不断的完善等问题，正在等待解决[2]。
        （一）技术水平较低
        目前，我国的无人汽车技术的探索依旧是以国外已经出现的技术作为参考，过多的依靠国外技术蓝本，在无人汽车部分很重要的一部分是精准的定位和导航，实现无人汽车的安全和可靠就要保证定位的精准和导航。但是因为目前我国GPS系统受制于国外，一部分的GPS敏感度却在缺陷，没有办法保证定位的精准度，目前我国虽然已经自主研发北斗导航系统，但是想追上GPS还需要很长一段时间。
        （二）制度和法律法规不够完善
        在美国等发达国家，是鼓励无人汽车的发展的，与此同时国家也制定了完善的法律法规去限定无人汽车的行驶，如果无人汽车想在路上行驶，第一步需要解决制度和法律法规的问题，无人汽车在路上行驶中，一定会因为一些原因会导致事故，那么如何划分事故的责任，以及对事故产生的危害如何进行合理的处理都成为需要解决的问题，现阶段，没有那些国家对无人汽车制定了专门的法律法规，如果想实现无人汽车的普及，这将是一个很重要的问题，也是需要注意的问题。
        六、激光雷达在无人汽车的应用
        （一）激光雷达技术的应用
        激光雷达技术在测量工作进行时，可以探测出相关的数据，从而建立一个比较完整的三维数据体系，并可以很好地展示出来。将激光雷达技术运用到无人汽车上可以很好地促进无人汽车的发展，无人汽车对汽车的安全性能和精准性能要求比较严格，简单的雷达技术已经无法满足现有的高精准性和高安全性的要求。激光雷达技术现作为更高的检测精度技术，对无人汽车的发展起着积极的作用。
        （二）控制合理的测距
        利用激光雷达技术，可以对距离比较远的事物进行探测，在探测后的分析过程中，只要分析反射光就可以。在无人汽车中使用激光雷达技术开展测量距离工作，可以使多种激光雷达形式都发挥出自身的优秀作用，例如：多线的激光雷达和单线的激光雷达形式。在大多数下，为了保证无人汽车的快速发展，都是使用多线激光雷达和单线激光雷达相结合的模式进行探测任务，从而推进无人汽车可以按照设定好的路线前行[3]。
        七、总结语
        综上所述，激光雷达技术的应用可以有效推动无人汽车的发展，它充分的吸收了传统的雷达技术和现代的激光技术的优点。在无人汽车中运用激光雷达技术可以有效地发挥激光雷达的优点。与此同时，激光雷达技术在无人汽车的发展中起着积极的作用，可以提高无人汽车的检查测量的准确度，扩大检查测量的范围，从而保障无人汽车在运行时，可以更加安全和可靠。
        参考文献：
        [1]李玖泽. 激光雷达在无人汽车领域的应用[J]. 电子世界, 2018(1):198-198.
        [2]王会, 罗涛, 陆培源. 激光雷达在无人车辆中的应用及关键技术分析[J]. 激光与红外, 48(12):12-21.
        [3]黄如林,梁华为,陈佳佳,赵盼,杜明博. 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(4):437-443.