什么是激光雷达?它比摄像机有什么优势?

过去几年，内华达大学的研究人员一直在交通中使用激光雷达进行试验，现在他们的系统正在进一步建立中。什么是激光雷达，它比摄像机有什么优势，它如何帮助减少交通问题？

什么是激光雷达？

激光雷达是光探测和测距的缩写，是一种与雷达几乎相同的技术。激光雷达使用脉冲光束（通常是激光）和一个旋转的头/镜，用脉冲光束快速扫描该区域。在每一个光脉冲上，一个内部计数器启动，当光束击中远处的物体时，它会反弹（返回的光量取决于物体的反射率）。传感器检测到反射光束，然后计数器停止工作。由于计数器的频率以及光速已知，因此可以确定物体与激光雷达传感器之间的距离。其他的光测距技术也存在，例如那些利用相移产生精确测量的技术，但是这些技术通常很少用于不绘制地图的高精度激光测量系统中。

激光雷达与图像相机

激光雷达生成的图像的分辨率明显低于标准图像，标准图像允许测量颜色、阅读文本和检测人脸。然而，激光雷达是一种与标准图像相反的距离图；因此，生成的图像由距离测量组成。普通相机的静态图像不能存储距离，而来自静态图像的距离数据需要两个摄像头（使用立体效果），这是一个复杂的过程。

激光雷达如何帮助交通？

美国内华达大学的研究人员在过去几年里一直在试验固定的激光雷达系统来监测交通状况。早在2017年，郝旭教授就建立了一个路边激光雷达传感器，可以绘制周围环境的地图，并寻找汽车、行人和物体。与标准激光雷达系统不同的是，激光雷达通常检测用于自动驾驶车辆，而不是道路上的静态位置。激光雷达系统收集的数据是有用的，该团队现在在不同道路上集成更多激光雷达系统。

激光雷达系统收集的数据允许通过研究小组特别开发的算法来检测汽车、行人、物体及其相对速度。其结果是能够快速检测超速车辆，并绘制速度/时间图，显示行人在道路上减速和加速的时间，以及车辆在交通站点和交叉口附近的行为。据研究小组称，这些数据可进一步用于改善交通系统，方法是在交叉口采用更有效的交通管制措施，确定事故风险增加的地区，并改进道路设计。

使用固定式激光雷达系统不仅可以提供交通的历史数据，而且可以提供实时信息。这样的系统很可能在边缘运行，因为三维地图数据需要实时处理。然而，即便如此，互联网连接仍将是必需的，目前最大的候选方案将是5G，因为它具有低延迟、高速度和最终的广泛覆盖。因此，基于激光雷达的交通监控将成为智能城市的关键基础设施。
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