轨道交通激光雷达系统

自动驾驶车辆对于前向的探测精细度要求极高， 车辆在向前行驶时必须能够精细探测并识别出前方物体的类型、距离、方位、速度维度的信息，任何误报或漏报都有可能直接导致事故的发生。激光雷达通过对周围环境扫描能够形成3D图像模型，每秒能够在横向120°视场范围生成百万级的点云量，其点云密度足够满足各级别自动驾驶的感知需求。4D毫米波雷达虽然同样具有成像功能，但是在点云密度和质量上仍然无法与激光雷达性能媲美，也较难满足高级别自动驾驶的感知需求。4D毫米波雷达的水平纵向分辨率通常在1°以上，例如大陆ARS540雷达分辨率为1.2°×2.3°。其特点是激光输出波长范围较宽;气体的光学均匀性较好。轨道交通激光雷达系统

激光的发出有赖于泵浦源、增益介质、谐振腔三大部件。激光的输出需要外界提供 能量，泵浦源（又称激励源）即负责向增益介质中的粒子提供能量，常见的泵浦方式有 电泵浦、光学泵浦、核能泵浦等；增益介质用来提供向高能级跃迁的粒子，常用材料有 氖气、有机染料、红宝石、半导体、光纤等；谐振腔指使光波在其中来回反射从而提供 光能反馈的空腔，其作用是使腔内的光子具有一致的频率、相位和运行方向，使激光具 有良好的方向和相干性，同时还能放大受激辐射的强度。 激光器芯片将电激励作为泵浦源，以半导体材料为增益介质，通过谐振腔选模放大， 进而输出激光，完成光电转换。毫米波激光激光雷达扫描其中扫描体制可以选择机械扫描、电学扫描和二元光学扫描等方式。

电动光学机械扫描仪是比较常见的激光雷达扫描仪类型。2007年，激光雷达技术的先驱Velodyne公司发布了一款64波束旋转扫描器，这款扫描器显然在早期塑造并主导了自动驾驶汽车行业。这种扫描器明显的优点是测距距离长，水平视场宽，扫描速度快。大多数这种类型的传感器都有几个发射-接收通道，这些通道垂直堆叠，由电机旋转，形成360°视场。尽管由此产生的点云能够对车辆周围的物体进行高质量的检测，但这种扫描器类型仍有几个缺点：(a)高功耗，(b)易受振动和机械冲击，(c)庞大的包装，(d)在大多数情况下，价格非常高。此外，由于垂直堆叠激光LEDs的数量有限，(e)它们的垂直分辨率有限。然而，世界上有几家公司致力于减轻这些缺点，同时保持这类传感器能够产生的高质量点云。

目前也有一些用其他传感器取代激光雷达的设想。例如4D成像雷达（毫米波）正是被不少人看作有望取代激光雷达的传感器之一。它与普通毫米波雷达相比，探测范围变大、距离变远，且能提供俯仰角的数据。但与激光雷达相比，在点云密度、探测距离等方面，仍然大幅落后于激光雷达。除了在性能上的差距外，还有一点不容忽略。从商业化角度来说，激光雷达目前已经开始落地，消费者对于激光雷达的重要性也产生了一定的认知，特别是在乘用车领域来说，主机厂没有耐心继续等待其他传感器的发展，占得先机的激光雷达相比于其他还未能落地的产品来说将会拥有更多资金用于研发，以提升产品能力。激光雷达可应用于油气直接勘察。

从自动驾驶到ADAS，市场在变，激光雷达也在变。高阶ADAS拿掉激光雷达的可能性越来越小激光雷达在今年扎堆上车，反映了一个现象——ADAS需要的感知能力变强了。目前来看，几乎所有想要实现城市NOA（导航辅助驾驶）功能的车型，都一定会搭载激光雷达。辅助驾驶的可用区域一旦覆盖至城市，需要面对更加复杂的交通环境，也需要对更多交通参与者的安全负责。从安全角度来说，激光雷达的高精度三维感知，也并不多余。而特斯拉是个例，其提出的“视觉感知路线”，不仅否定了激光雷达的在ADAS中激光雷达存在的意义，甚至全盘否定了所有雷达。此时激光雷达所测到的这两种波长光信号衰减差是待测对象的吸收所致。轨道交通激光雷达系统

通过后置信号处理实现探测。轨道交通激光雷达系统

对于未来，只能说4D毫米波雷达是发展的趋势之一，还得关注产品的性能以及价格，而这也需要行业给予一定的投入与关注。当今，在智能汽车的发展进程中，并没有真正地实现自动驾驶。不管是激光雷达或者是4D毫米波雷达，在自动驾驶汽车的发展过程中，其机遇和挑战是共存的，未来均存在着很多的可能性。而当下伴随着4D毫米波雷达影响力的逐步扩大，其实是给自动驾驶带来新的发展机遇，而如何更好地将它应用于汽车行业领域，还需要业内人士更多的关注与投入，以及市场带来的进一步验证。轨道交通激光雷达系统

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