激光雷達原理秒懂

說到無人車，就不得不提到激光雷達，簡稱光達。在矽谷的小夥伴應該都見過光達。它就是無人車上不停旋轉的那頂帽子。

特斯拉的老大Elon Musk聲稱，唯有特斯拉的車不需要激光雷達(lidar)。特斯拉只需用攝像頭和雷達(radar)感測器，就可以做到像人眼一樣觀察四周路況。這真的可行嗎？

秒懂光達原理

光達的原理類似於聲吶。只不過這裡我們用光代替聲音，來衡量汽車與障礙物之間的距離。和蝙蝠靠回聲定位一樣，汽車向四周發射激光束，並通過反射回來的信號繪製出周圍環境的3D模型。光達的英文是Lidar，拆開看就是：

Li：Light（光），光達發射出人肉眼無法看到的紅外線。

d：detection（檢測），靠發射出的激光束找到障礙物。

a：and

r：ranging（測距離），靠返回的光束判斷物體距離。

光達：無人車的第二雙眼睛

當前最好的光達可以識別距離百米之外、大小只有幾厘米的物體，可以區分物體與行人，甚至可以辨別行人和汽車的移動軌跡和速度。谷歌、Uber等公司的無人車的感知系統都主要依賴於激光雷達。特斯拉既然說光達完全沒有必要，我們就來看看，光達和攝像頭，到底誰更厲害？

光達 PK 攝像頭

Round 1. 基本原理

光達：計算激光束的反射時間和波長。

攝像頭：將光學信號轉化成數字圖像信號。

Round 2. 成像

光達：完整繪製障礙物3D圖像。

攝像頭：必須根據2D圖像判斷/生成3D圖像。

Round 3. 顏色識別

光達：無法辨別顏色。

攝像頭：可辨別顏色。

Round 4. 擺放位置

光達：必須擺放在視野毫無阻擋的地方，所以常常放在車頂。這無疑降低了無人車的顏值。

攝像頭：像人眼一樣小的攝像頭想擺哪裡就擺哪裡。

Round 5. 測繪和識別障礙物

光達：成像可視化程度低，障礙物識別準確率高。

攝像頭：成像可視化程度高，障礙物識別準確率低。

Round 6. 測距離

光達：近，幾米到二百米。

攝像頭：遠，可達幾百米。

Round 7. 適合自然環境

光達：黑天也能看得清，影子也可識別，但受天氣因素影響較大。

攝像頭：下霧下雨也看得清， 但被外界光源強度所限制。

Round 8. 對計算機要求

光達：很低。

攝像頭：很高，需要將2D圖像轉為3D。

Round 9. 硬體成本

光達：成本高，當今一個光達的成本已經從七萬美元降到了一萬美元。不過成本仍然是批量生產無人車的瓶頸。

攝像頭：成本低。

九個回合下來，光達和攝像頭不相上下，各有千秋。Elon Musk說激光雷達可以被取代的說法也確實很難讓人信服。打造一輛完美的無人車，顯然還是需要激光雷達的輔助。或許幾年後，特斯拉可以研發出這樣完美的感測器，不過到那時候，激光雷達的成本也會大大降低，特斯拉的成本優勢也會被弱化。

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（雷達 | radar、激光雷達 | lidar、攝像頭 | passive visual、超聲波 | ultrasonic）

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