在汽車安全應(yīng)用領(lǐng)域，雷達(dá)已不是最新技術(shù)，而聲納已被淘汰出局。如今，激光雷達(dá)（LiDAR）成為了遙感領(lǐng)域新寵，在自動(dòng)駕駛汽車、智慧城市、安防監(jiān)控、入侵探測(cè)和其它領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

今年1月，在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州拉斯維加斯舉行的國(guó)際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì)（CES 2020）上，激光雷達(dá)大放異彩，屬于它的時(shí)代或已來臨。

激光雷達(dá)制造商們的產(chǎn)品出現(xiàn)在機(jī)器人出租車、自動(dòng)駕駛卡車、送貨無(wú)人機(jī)、停車場(chǎng)、公共交通工具、交通信號(hào)燈和電線桿，在數(shù)千平方英尺的空間內(nèi)展示出一座智慧城市的縮影。

激光雷達(dá)技術(shù)已為主流安全應(yīng)用做好準(zhǔn)備？

業(yè)界對(duì)激光雷達(dá)市場(chǎng)前景的預(yù)測(cè)表示樂觀。根據(jù)Yole在《汽車和工業(yè)應(yīng)用的激光雷達(dá)-2019版》報(bào)告中的預(yù)測(cè)，激光雷達(dá)市場(chǎng)將從2018年的13億美元增長(zhǎng)到2024年的60億美元，其中汽車應(yīng)用占據(jù)激光雷達(dá)市場(chǎng)的70%份額。據(jù)Grand View Research預(yù)測(cè)，全球激光雷達(dá)市場(chǎng)將從2018年的11億美元飆升至2025年的29億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）將達(dá)到18%。而Inkwood Research對(duì)同一時(shí)期的CAGR預(yù)測(cè)更是高達(dá)23%，并指出“全球激光雷達(dá)市場(chǎng)增長(zhǎng)的重要推動(dòng)力是對(duì)更高安全性和更高精度的需求等。激光雷達(dá)在國(guó)土安全和國(guó)防領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，越來越多的應(yīng)用都需要及時(shí)、精確的地理空間數(shù)據(jù)支持決策過程。”

激光雷達(dá)具有創(chuàng)建高分辨率3D圖像的優(yōu)勢(shì)，這些圖像可識(shí)別探測(cè)范圍內(nèi)所有物體的尺寸、方向和速度。相比傳統(tǒng)視覺傳感器，激光雷達(dá)可在任何光照條件下正常工作，且較難被“非法入侵”或“愚弄”，這是另一項(xiàng)極具吸引力的優(yōu)勢(shì)。

安全技術(shù)與系統(tǒng)集成開發(fā)商則持保守態(tài)度，認(rèn)為激光雷達(dá)的發(fā)展不會(huì)如此迅速。盡管這項(xiàng)技術(shù)極具吸引力且價(jià)格已有所下降，但與其它可替代技術(shù)相比，激光雷達(dá)的高昂成本使其依然只適用于小眾或?qū)Π踩砸蠛芨叩膽?yīng)用。以下是有關(guān)汽車激光雷達(dá)的發(fā)展對(duì)安全性應(yīng)用影響的最新消息。

揭示各類激光雷達(dá)技術(shù)

激光雷達(dá)技術(shù)與雷達(dá)和聲納技術(shù)類似，通過發(fā)射光波，計(jì)算其返回所需時(shí)間并讀取其中信息以識(shí)別物體的尺寸、輪廓以及它們隨著時(shí)間變化的方向，這就是行業(yè)中常常提到的“飛行時(shí)間法”（Time-of-Flight, ToF）。然而，另一種源于汽車?yán)走_(dá)技術(shù)的調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）激光雷達(dá)的解決方案也開始引起大家的關(guān)注。激光雷達(dá)使用激光脈沖，與雷達(dá)使用的無(wú)線電波和聲納使用的聲波有所不同。

所有3D激光雷達(dá)技術(shù)都會(huì)創(chuàng)建3D點(diǎn)云，以構(gòu)建如車輛、建筑物和行人等物體的形狀與特征。它有幾種不同的展現(xiàn)形式。

機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)。旋轉(zhuǎn)式系統(tǒng)一直是激光雷達(dá)技術(shù)的主流表現(xiàn)形式，最具代表性的就是網(wǎng)聯(lián)汽車車頂上的“全家桶”。據(jù)美國(guó)知名科技博客媒體Ars Technica報(bào)道，“Velodyne于2007年左右就推出了激光雷達(dá)，該裝置將64顆激光器垂直堆疊，并以每秒多次的速度旋轉(zhuǎn)整個(gè)激光雷達(dá)。Velodyne的這一舉措開啟了現(xiàn)代激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)雖然可以遠(yuǎn)距離探測(cè)廣闊的視場(chǎng)范圍，但體積笨重且成本高昂，運(yùn)動(dòng)部件還需要定期維護(hù)。

來自另一家旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)制造商Ouster的Damon Lavrinc稱，盡管機(jī)械旋轉(zhuǎn)式系統(tǒng)仍是"黃金標(biāo)準(zhǔn)"，但該技術(shù)已從使用宏觀的運(yùn)動(dòng)部件演進(jìn)為硅基芯片。他說：“我們把傳統(tǒng)激光雷達(dá)公司使用的所有宏觀可見的運(yùn)動(dòng)部件以微型芯片的形式完成?！蹦柖梢苍诩す饫走_(dá)中充分體現(xiàn)，短短幾年內(nèi)，激光雷達(dá)的線束從16線束到32線束再到64線束，保持著成倍增長(zhǎng)?！霸贑ES 2020上，我們推出了128線束的高分辨率激光雷達(dá)。”Lavrinc補(bǔ)充道。

Postmates的自動(dòng)送貨機(jī)器人依賴于Ouster的激光雷達(dá)，該公司最近完成了6000萬(wàn)美元的股權(quán)和債務(wù)融資。去年年底，Postmates推出了第一代“自動(dòng)漫游者”（即智能服務(wù)車）。該車輛使用攝像頭和激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)人行道導(dǎo)航，并配備了后勤人員遠(yuǎn)程監(jiān)控流動(dòng)站，在有需要時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。

總部位于加州森尼維爾的Quanergy也是一家旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)制造商。該公司首席營(yíng)銷官Enzo Signore稱，盡管他們?cè)诟叨藨?yīng)用領(lǐng)域的光學(xué)相控陣（OPA）激光雷達(dá)上進(jìn)行了創(chuàng)新，但旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)M8依然適用于安全性應(yīng)用。他表示，該產(chǎn)品具有360°的水平視場(chǎng)，每秒產(chǎn)生130萬(wàn)脈沖的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。Signore表示，與Qortex機(jī)器學(xué)習(xí)軟件配合使用，該解決方案旨在對(duì)行人和車輛進(jìn)行分類，如在機(jī)場(chǎng)安檢處統(tǒng)計(jì)人流量。Signore舉例：一家制藥公司準(zhǔn)備在距倉(cāng)庫(kù)400米圍欄設(shè)置安防措施，而雷達(dá)有干擾問題，運(yùn)動(dòng)傳感器會(huì)受到大風(fēng)天氣影響，最后選擇了激光雷達(dá)?！凹词谷肭终咴?0米以外，激光雷達(dá)也可以探測(cè)到入侵者，并分配一個(gè)身份ID，用戶就可以隨時(shí)追蹤他。假如入侵者闖入禁區(qū)，如離電子開關(guān)太近，則可以直接用攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)他。”