几乎每个人都认为激光雷达是自动驾驶汽车的技术选择

不管你喜不喜欢，某种形式的自动驾驶汽车代表了汽车运输的未来，有可能挽救生命并让更多的车辆共享拥挤的高速公路系统。即使在今天，警告驾驶员车道偏离、甚至可以控制速度和转向的技术的使用也很有限。随着自动驾驶汽车的成熟，控制和感知这些车辆周围世界的技术仍然存在疑问。激光雷达——光和雷达的结合——已经成为这场讨论的主导，它拥有广泛的支持者，但也有一个非常引人注目的反对者。

激光雷达的工作原理与雷达系统类似。然而，它不是雷达波，而是将聚焦的激光束发射到其环境中，并测量反射返回所需的时间。有了这些数据，它就会获得周围区域的点云，让自动驾驶汽车“看到”周围的环境，不是以图像的形式，而是以 3D 模型的形式——就好像根据汽车周围的环境创建一个视频游戏世界一样，车本身在里面。

多种可能的解决方案

其他技术试图让车辆具有相同的感知能力，但使用的是不同的技术，例如视觉传感器（相机）、超声波传感器和雷达。这些中的每一个都有优点和缺点。例如，视觉传感器可以读取路标或检测行人，但无法看到三维空间。在极端情况下，这些传感器甚至会错误地认为某物的图像确实是一个物体，例如行人或自行车。超声波传感器可以检测距离，但从固定的角度看东西，不提供视觉环境。雷达系统可以在很远的距离观察一个区域，即使是在雨和雾中，但对于非金属物体，如木头、塑料，以及最重要的是人类，则存在困难。

激光雷达引领潮流

今天使用的激光雷达装置通过反射镜将激光束物理地旋转到周围环境，并且可以在大约 100 米的范围内以几厘米的分辨率进行感应。虽然它们是一项非常强大的技术，但与其他传感技术相比，激光雷达装置非常昂贵。好消息是，根据《麻省理工科技评论》和Ars Technica的数据，这些设备的价格正在迅速下降，从 2013 年的约 80,000 美元下降到 2017 年底的十分之一，即 8,000 美元。虽然新车的成本仍然很高，但如果这种速度继续下去，成本将不会像今天这样成为障碍。尽管价格昂贵，但大多数自动驾驶汽车现在都在使用这项技术，包括 Alphabet 的 Waymo 以及 Uber™ 和 Toyota ®的车辆。

假设成本会下降，有什么不喜欢的呢？一个潜在的缺点是可靠性，因为这些装置有一个物理旋转的镜子，必须承受日常驾驶的颠簸和加速。此外，人们不能完全忽视这样一个事实，即 LIDAR 装置的物理形式——需要 360 度全方位观察周围环境——意味着你要花钱买一个看起来像咖啡壶的东西，放在你原本很漂亮的东西上100,000 美元的汽车。

自动驾驶汽车先驱 Elon Musk 直言不讳地表示他不喜欢这项技术在汽车应用中的应用，而他担任首席执行官的 Tesla™ 目前并未在自动驾驶汽车中采用这项技术。由于这些汽车往往是精美的艺术工程作品，因此人们不禁会想到解决方案（无论是公开的还是潜意识的）导致这种犹豫的丑陋之处。

明天的传感器

制造商 Velodyne LiDAR ®的创始人兼首席执行官 David Hall 夸口说，新的 VLS-128™ 系统现在可以达到令人印象深刻的 300 米距离。与 VLS-128 系统前身的 120 米范围相比，这一范围的增加是一个显着的改进，允许在高速下更好地导航。其他正在开发的新技术包括固态激光雷达传感器，它们的制造成本要低得多，而且不需要旋转镜。这些系统无法从 360 度的角度看到汽车周围，但使用多个单元理论上可以形成周围环境的全貌。

固态激光雷达的另一个应用来自初创公司 AEye，其传感器将固态激光雷达设置与低光相机相结合。将这两种传感方法结合在一个单元中，允许机载处理器将 LIDAR 扫描集中在特定区域，以与人眼聚焦感兴趣区域而忽略不重要细节的相同方式捕获重要细节。

虽然工程师必须权衡任何新技术的利弊，但可以肯定的是，我们必须为（在某种程度上）车辆自主性即将到来的想法做好准备。未来，一旦激光雷达成为自动驾驶汽车的主要技术，我们或许会以一种或另一种形式接受它。或者，也许这将是全新的东西。无论这场辩论如何展开，可以肯定的是，要确保乘客安全到达目的地，必须使用具有先进人工智能 (AI)的各种不同传感器。

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审核编辑 黄昊宇