华为激光雷达参数解释, 与摄像头、毫米波雷达功能有什么区别
时间：2020-12-14 16:24:38
分享
扫码分享到好友
马斯克否定激光雷达狂吹低端的摄像头（起了个机器视觉的酷炫名字），绝不是因为技术先进，只是为了特斯拉能继续采用低端廉价的传感器而辩护而已！至于客户死活，那不重要。人类视觉本身就是有局限的，用摄像头+芯片去模拟人眼，那不叫无人驾驶，那叫拟人驾驶。机器视觉在模拟人眼的同时，将完美的保留视觉识别的缺陷。无人驾驶的未来一定是无论强光，黑夜，大雾还是雨雪……车辆都能安全自动驾驶，而这，单靠廉价的摄像头和AI芯片是做不到的。
激光雷达和摄像头、毫米波雷达的比较：
激光雷达在自动驾驶中的作用，主要是3D环境感知。如果说摄像头是汽车的眼睛，那激光雷达就是汽车的手，可以通过触觉清醒的感知周围环境。
激光雷达参数很多：激光的波长、探测距离、FOV(垂直+水平)、测距精度、角分辨率、出点数、线束、安全等级、输出参数、IP防护等级、功率、供电电压、激光发射方式(机械/固态)、使用寿命等。
和用户直观感受很大的包括六大参数： 探测距离、测距精度、线束、FOV(垂直+水平)、角分辨率、出点数。
下图就是华为激光雷达的几个参数：探测距离220米，水平FOV 140°，垂直角分辨率小于0.1°。如果您对激光雷达不了解，看着肯定会晕。
华为激光雷达
不用怕，接下来我们就对和用户直观感受相关的参数逐一说明：
1、探测距离
探测距离很好理解，就是激光雷达能够探测的范围，或者说半径。
激光雷达的测距能力与被测物体的反射率相关。反射率就是射到目标物的激光能够被反射回来的比率。
目标反射率越高，雷达能够检测到的有效回波就越多，所以能测量的距离越远。
所以探测距离一般和反射率一起出现，比如150米@10%，就是指在目标反射率为10%的情况下探测距离为150米。
说探测距离不说反射率就是耍流氓！当然上图中华为的参数没有反射率，估计写胶片的时候该产品还没最终定型。
2、探测精度
探测精度是指探测距离的精确度，一般以厘米计，探测精度越高，3D景深刻画的越准。
3、线束
激光雷达分为单线束和多线束。
单线束激光雷达只有一个激光发射器，随着雷达转动形成一条水平扫描线，所以只能检测前方有没有障碍物。
多线激光雷达在垂直方向有多个激光发射器，随着雷达转动形成多条水平扫描线，这样就能够扫描一个平面。
如下图所示：
举个例子，单线束就像我们用一个手指头去触摸物体，而多线束就像我们用整个手掌甚至是双手触摸物体。
显然，线束越多，对目标物的刻画越详细，当然价格也就越贵。
4、FOV(水平 垂直)
这是探测视野，包括水平和垂直两个方向，就像是我们打开手电筒照一面墙，光能覆盖的范围一样。
机械式激光雷达能够360°旋转，所以水平FOV是360°。固态激光雷达的水平FOV会小一些，比如华为这款120°已经算是大视角了。水平FOV越大，能够探测的范围越广。
垂直FOV只对多线束激光雷达有用。是指最上面一束激光和最下面一束激光形成的夹角。
垂直FOV的视野一般偏向地下一些，比如水平为0°，那么向上15°，向下25°，这样垂直FOV就是40°，如下图所示。这样的好处是能够让车辆更多的探测到地面车辆和行人。
5、角分辨率
角分辨率和FOV一样，也分为水平和垂直两个方向。
水平分辨率是指左右两个扫描的激光点形成的夹角；由于激光雷达旋转，而激光发射器是脉冲，所以射到目标物上面的是一个一个点。
激光脉冲是固定频率的，所以水平方向的分辨率只和雷达旋转速度有关，只要速度足够慢，分辨率就可以很高，现在做到0.01°也是很正常。但是扫描速度慢也会影响信息采集的速率。所以水平分辨率要和确定的扫描速度对应，扫描速度一般用频率来表示，即1秒扫描来回扫描多少次。
垂直分辨率是指上下两个线束形成的激光点的夹角。线束在垂直方向上不是均匀分布的，而是中间密集，上下稀疏，如下图所示。这也很好理解，因为中间更有可能探测到行人或者是障碍物。
一般厂家宣称的垂直分辨率，显然是最密集那部分的分辨率。比如64线的产品，垂直FOV 40°，如果线束均匀分布，那么垂直分辨率是0.625°。可实际上厂家都是按密集那部分算，宣称垂直分辨率0.2°。华为胶片上面的垂直分辨率0.1，也是指最密集那部分。
6、出点数
也叫周期采集点数，举个例子，一个64线的激光雷达，水平FOV是120°，水平分辨率在10Hz的扫描频率下是0.2°。
我们可以知道，激光一次打出64个点，扫描一次120°能打出64x120/0.2=38400，1秒扫描10次，一共有384000 pts/s。
显然，出点数越多，扫描的效果越好，这就和机枪扫射是一样的道理。
好了，掌握了上面这6个核心参数，也就掌握了激光雷达的精髓。
我再举个例子整体解释一下，咱们拿一个学生的学习来做比较：
