激光雷达与毫米波雷达在自动驾驶中的应用比较

本文主要介绍了激光雷达（LiDAR）的基本原理、类型及其优缺点，并对比了毫米波雷达和超声波传感器的应用。 激光雷达（LiDAR）是一种利用光的飞行时间（TOF）来测量物体距离的技术。它通过发射大量的光子，接收反射回的信号，从而构建出周围环境的精确3D图像。激光雷达根据线束数量分为单线束和多线束，其中多线束雷达能够提供更丰富的3D信息，尤其在垂直视野方面，2.5D雷达垂直视野通常小于10°，而3D雷达则可以达到30°或更高。 激光雷达具有高角分辨率（0.1mrad），能区分远至3km、相距0.3m的两个目标，同时具备高速度分辨率（10m/s以内）。由于激光的直线传播特性，其精度非常高，且不容易受到自然界的电磁干扰，具有良好的抗有源干扰能力。然而，激光雷达的成本高昂和体积大是目前限制其广泛应用的主要障碍，尤其是在车载应用中。 相比之下，毫米波雷达以其探测距离远、昼夜工作性能稳定以及穿透恶劣天气的能力而受到青睐。尽管毫米波雷达的分辨率较低，可能无法在近距离准确识别物体，但因其体积小、成本低，已在高级车辆和自动驾驶系统中广泛应用。 超声波传感器则适用于短距离探测，如倒车雷达和自动泊车系统，它能提供对近距离物体的高分辨率，且不受到气候条件的影响。然而，其探测距离有限，不适合远距离探测任务。 综上，激光雷达、毫米波雷达和超声波传感器各有优缺点，它们在自动驾驶和智能交通系统中互相补充，共同构建出全面的环境感知能力。