激光雷达车载应用

奇瑞汽车股份南航实习生汇报汇报人：陈彪日期：2023年7月12日

激光雷达在车载方面的应用：在行业内的大致应用

目录

：研究意义：原理：比对其他传感器的优劣势：主要厂家：存在的问题与开展趋势激光雷达在汽车产业的应用意义

据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，那么可分别减少追尾事故的30％，路面相关事故的50％，迎面撞车事故的60％，所以现代汽车安装各类雷达系统以保障行车平安。Lidar使得汽车行业和道路交通迈向更顶峰主动性：系统工作的稳定性和抗干扰性更高直接获得三维坐标：测量精度更高扫描方便快速：提高效率节约时间激光雷达的工作原理与雷达非常相近,以激光作为信号源,由激光器发射出的脉冲激光,打到目标上,引起散射,一局部光波会反射到激光雷达的接收器上.激光雷达原理根据激光测距原理计算,就得到从激光雷到达目标点的距离,脉冲激光不断地扫描目标物,就可以得到目标物上全部目标点的数据,用此数据进行成像处理后,就可得到精确的三维立体图像.在业内的大致应用借助激光雷达开展无人驾驶技术激光雷达用于汽车逆向设计激光雷达用于车身的零部件检测激光雷达实现汽车的主动平安激光雷达辅助意念驾驶的实现将激光雷达用于车辆检测将激光雷达用于智能交通信号控制将激光雷达用于交通事故勘察激光雷达与无人驾驶技术各个汽车企业相继推出无人驾驶汽车是不是真正意义上的无人驾驶要组建无人驾驶汽车，导航和各种传感器必不可少激光雷达与汽车逆向设计逆向设计：实物→三维模型→实物激光雷达如何实现逆向设计实例激光雷达与汽车零部件检测实例：美国通用汽车用激光雷达检测汽车的零部件激光雷达与汽车的主动平安汽车主动避撞技术它是利用现代信息技术、传感技术来扩展驾驶员的感知能力，将外接信息传递给驾驶员，同时根据这些信息判断是否构成平安隐患，在紧急情况下，自动干预驾驶操作进行应急处理，使汽车能主动避开危险的一种技术参考文献：吕光辉等。汽车主动平安技术-过去与未来轻型汽车技术.2023激光雷达与汽车的主动平安环境识别子系统状态判断子系统汽车控制执行子系统启动被动平安策略——防患于未然的汽车主动避撞系统参考文献：吕光辉等。汽车主动平安技术-过去与未来轻型汽车技术.2023激光雷达与意念驾驶意念驾驶是指利用人脑电波转换为计算机指令，实现操作汽车的技术。但该技术还处于试验阶段。激光雷达与车辆检测

在道路两边设置激光雷达监测站可快速检测车辆运货物信息。

在关卡处设立这种监测站对走私等犯罪活动的打击具有重要意义激光雷达与智能交通信号控制在城市重要交通路口信号控制系统中集成一个地面三维激光扫描系统。通过激光扫描仪对一定距离的道路进行连续扫描，获得这段道路上实时、动态的车流量点云数据，通过数据处理获得车流量等参数，根据对东西向和南北向车流量大小的比较以及短暂车流量预测，从而自动调节东西向和南北向信号灯周期。激光雷达与交通事故勘查运用三维激光扫描仪对事故现场进行三维扫描，现场取证，扫描仪的数据能够生成事故现场的高质量图像和细节示意图，便于后期提取调查和法庭审理。调查说明，用三维激光扫描仪采集事故现场数据平均每次减少90分钟的道路封闭时间。参考文献：丁正林等.基于三维激光扫描的交通事故现场信息采集交通与计算机.2023.26〔6〕：69-71激光雷达与其它测距方法的优缺点：汽车凭借一定的装备测量前方障碍物的距离，迅速反响给汽车，以在危急的情况下，通过报警或自动进行某项预设定操作如紧急制动等，来防止由于驾驶员疲劳、疏忽、误判断所造成的交通事故。目前运用在汽车上的测距方法主要有超声波短距离测距，毫米波雷达长距离测距，激光测距，摄像系统测距等几种方法超声波测距：它利用超声探测原理，在司机倒车时，能正确的从数码显示器上了解汽车尾部与障碍物之间的距离。当测距显示小于报警距离时，还能准确报警，及时提醒司机刹车。

超声波测距：

优点：超声波测距原理简单，本钱低、制作方便；

缺点：其在高速行驶的汽车上的应用有一定局限性，这是因为超声波的传输速度受天气影响较大，不同的天气条件下传播速度不一样；另一方面是对于远距离的障碍物，由于反射波过于微弱，使得灵敏度下降。故超声波测距一般应用在短距离测距，最正确距离为4～5米，一般应用在汽车倒车防撞系统上。雷达测距：为了更好的适应道路交通状况，解决盲区视野问题，在日本和美国开展了大量的工作。如应用毫米波雷达CCD摄像检测交通状况，根据危险程度改变直观信号的音调、颜色和位置，并在显示器中显示。实现高度智能化，极大的改善车辆的平安性。雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的。雷达测距优点：〔1〕是探测性能稳定。它不易受对象外表形状和颜色的影响，也不受大气流的影响；〔2〕是环境适应性能好。雨、雪、雾等对之干扰小。作为车载雷达，目前适用的主要有脉冲多普勒雷达、双频CW雷达和FM雷达三种。应用雷达测距，需要防止电磁波干扰，雷达彼此之间的电磁波和其他通信设施的电磁波对其测距性能都有影响。毫米波雷达主要应用于防撞，以防止高速公路上发生追尾碰撞；缺点：应用雷达测距，需要防止电磁波干扰，雷达彼此之间的电磁波和其他通信设施的电磁波对其测距性能都有影响激光雷达测距：可以对车前的路面状况进行电子扫描，还可以对周围及后面司机看不到的地方进行扫描。将收集的信息通过各个响应部位的传感器聚集到电脑中去，在车内电视荧幕中显示出来，扩大了司机对路面观察，并能对超速或有障碍的路面发出警报，引起司机注意。激光雷达测距:优点：测量时间短、量程大、精度高；缺点：由于激光雷达测距仪器工作环境处于高速运动的车体中，振动大,对其稳定性、可靠性提出了较高的要求，其体积也受到了一定的限制，同时还要考虑省电、低价、对人眼平安等因素；

摄像系统测距：CCD摄像机是一种用来模拟人眼的光电探测器。它具有尺寸小、质量轻功耗小、噪声低、动态范围大、光计量准确、其线扫描输出的光电信号有利于后续信号处理等优良特性，在汽车行业也得到了广泛的应用。利用面阵CCD，可获得被测视野的二维图像，但无法确定与被测物体之间的距离。只使用一个CCD摄像机的系统称为单目摄像系统，在汽车上常用于倒车后视系统，辅助驾驶员获得后视死角信息，以防止倒车撞物。为获得目标三维信息，模拟人的双目视觉原理，利用间隔固定的两台摄像机同时对同一景物成象，通过对这两幅图像进行计算机分析处理，即可确定视野中每个物体的三维坐标，这一系统称为双目摄像系统优点：尺寸小、质量轻、功耗小、噪声低、动态范围大、光计量准确、其线扫描输出的光电信号有利于后续信号处理；

缺点：目前价格较高，同时由于受软件和硬件的制约，成象速度较慢主要厂家：VelodyneVelodyne是一家硅谷公司。在参加了两届DARPA无人驾驶汽车挑战赛后，2007年开始专注研究激光雷达，用一款Velodyne64线进入360°高性能激光雷达领域。于是就有了2023年谷歌无人驾驶汽车在湾区测试时，吸引人们目光的“大花盆〞。在今年的CES上，Velodyne公司借着福特的展台，展示了他们最新的产品：「Solid-StateHybridUltraPuckAuto」激光雷达——像冰球一样的小圆饼。他们刚刚拿到福特的订单，为福特供给最新的PuckAuto。它是Velodyne基于第三代自动驾驶平台打造的，可以看作是现款VLP-16的升级款，它采用32线配备，扫描范围可达200米，根本能满足大多数自动驾驶场景所需。此前Velodyne有3款激光雷达产品，它们可以在机器人、无人机、安防等领域使用，而这次的PuckAuto「专供」汽车制造商。因为PuckAuto具有「小、轻」的特点，它完全可以整合在后视镜的位置。目前福特Fusion在车顶安装了4个雷达，使用了PuckAuto之后，只需要两个。IbeoIbeo是一家成立于1998年的公司，2000年被传感器制造商SickAG收购。2000年至2023年研发了激光扫描技术、并且开始了假设干自动驾驶工程的尝试。公司和欧洲委员会共同研发了十字路口平安的驾驶辅助产品，在全球范围售卖。2023年公司脱离SickAG独立，2023年和法雷奥合作开始量产可用于汽车的产品ScaLa。目前已有的Ibeo全自动驾驶测试车上，常用的多点布局组合是miniLUX和LUX两款产品。QuanergyQuanergy是一家成立了三年的公司，在今年的CES上也推出了自己的新产品：S2。号称是世界上第一款固态激光雷达。从外观来看，S3是个黑色长方体，内部无任何转动机构。它可以放在手上，大小和PuckAuto算是打了个平手。它的参数是8线，探测范围为10厘米-150米。而它的一个特点就是价格特别廉价，此前报道中，他们的CTOJeffOwens说每台本钱在200美元。在此次CES上，Quanergy相关负责人向Geek