世界观焦点：圆满结束 | 智动驾驶视觉-雷达系统训练营

2022年11月26日-27日，盖世大学堂主办的 “智动驾驶视觉-雷达系统训练营” 培训在上海成功举办。本次培训参会人群包含视觉雷达感知相关工程师等。

(资料图)

此次“智动驾驶视觉-雷达系统训练营”培训通过实际案例，让学员们对自动驾驶有着更深入的理解，尤其是视觉和雷达感知系统方面，可以凭借所学到的知识开展相关工作；对感知系统全算法链路也有一定了解，能够自己动手开始进行一些感知心痛中子任务；了解几种经典的感知算法模型，从而实现原理到模型的产出。

本次课程由某自动驾驶独角兽高级工程师、迈微AI研习社号主,CSDN博客专家,拥有发明专利15项，4篇一作论文; 荣获国省级奖项12项(一等、二等奖)专注于机器学习算法、计算机视觉。

盖世大学堂同时也正在招募汽车电动化、网联化、智能化、共享化等产业领域的讲师参加进来，为行业传播知识，带动更多业内人士一起进步。

LiDAR在高级辅助驾驶领域的应用是近年来市场关注的热点，多家激光雷达厂商在美股实现上市，2022年起，多款搭载激光雷达的乘用车上市，搭载激光雷达成为智能车的主要卖点之一。激光雷达首先应用在无人驾驶、工业机器人领域，虽然探测性能优越，但在ADAS领域的应用推广较为缓慢，车载激光雷达开发周期长。法雷奥中国CTO顾剑民博士表示，SCALA第一代激光雷达从POC项目立项开始到最后上车搭载SOP，花了7年时间，激光雷达的开发流程、验证流程非常漫长。Velodyne在投资者关系PPT中同样提到，从开发立项到正式生产之前需要大约3年时间。

激光雷达根据测量原理可以分为三角法激光雷达、脉冲法激光雷达、相干法激光雷达。本文我们只针对脉冲法测距的激光雷达做分析。基于脉冲法的激光雷达利用光速测距。激光发射器发射激光脉冲，计时器记录发射时间；脉冲经物体反射后由接收器接受，计时器记录接受时间；时间差乘上光速即得到距离的两倍。用此方法来衡量雷达到障碍物之间的距离。

单线激光雷达

单线激光雷达是目前成本最低的激光雷达。成本低，意味着量产的可能性大。

单线激光雷达的原理可以通过下图理解。

单束激光发射器在激光雷达内部进行匀速的旋转，每旋转一个小角度即发射一次激光，轮巡一定的角度后，就生成了一帧完整的数据。因此，单线激光雷达的数据可以看做是同一高度的一排点阵。

缺点：单线激光雷达的数据缺少一个维度，只能描述线状信息，无法描述面。如上图，可以知道激光雷达的面前有一块纸板，并且知道这块纸板相对激光雷达的距离，但是这块纸板的高度信息无从得知。

四线激光雷达

如上图所示，四线激光雷达基本都像这样。

全新的奥迪A8为了实现Level 3级别的自动驾驶，也在汽车的进气格栅下布置的四线激光雷达ScaLa。

有了之前单线激光雷达的原理介绍，四线激光雷达的工作原理就很容易理解了。

如下图所示，不同的颜色代表不同的激光发射器。

四线激光雷达将四个激光发射器进行轮询，一个轮询周期后，得到一帧的激光点云数据。四条点云数据可以组成面状信息，这样就能够获取障碍物的高度信息。

根据单帧的点云坐标可得到障碍物的距离信息。

根据多帧的点云的坐标，对距离信息做微分处理，可得到障碍物的速度信息。

实际应用时，在购买激光雷达的产品后，其供应商也会提供配套的软件开发套件（SDK，Software Development Kit），这些软件开发套件能很方便地让使用者得到精准的点云数据，而且为了方便自动驾驶的开发，甚至会直接输出已经处理好的障碍物结果。

如下图绿的的矩形框即为障碍物相对于自车的位置，矩形框的前端有个小三角，表示障碍物的运动方向。

16/32/64线激光雷达

16/32/64线的激光雷达的感知范围为360°，为了最大化地发挥他们的优势，常被安装在无人车的顶部。

三款激光雷达的技术参数和成本如下图。

360°的激光数据可视化后，就是大家经常在各种宣传图上看到的效果，如下图。

图中的每一个圆圈都是一个激光束产生的数据，激光雷达的线束越多，对物体的检测效果越好。比如64线的激光雷达产生的数据，将会更容易检测到路边的马路牙子。

16/32/64线的激光雷达只能提供原始的点云信号，没有对应的SDK直接输出障碍物结果。因此各大自动驾驶公司都在点云数据基础上，自行研究算法完成无人车的感知工作。

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