工程师谈车载激光雷达Lidar技术

　　装上汽车的小型激光雷达有哪些应用？装在哪里？线数到底有什么区别？

　　周六上海交大校庆，在四川闲逛的时候，日笃小站的科普文《激光雷达（LiDAR）及技术现状》引来剧兄（Ibeo中国销售总监北京欧百拓信息科技发展有限公司CEO剧学铭）讲了一下Lidar激光雷达的林林总总，我挑其中的几个方面来说。

　　1）车载Lidar的历史和目前使用情况。

　　2）车载Lidar的安装和一些基本需求。

　　3）1、4、8、16、32、64线Lidar对比。

　　车载Lidar历史与应用

　　历史

　　车载Lidar的代表的德国Ibeo，主要以Ibeo为例梳理一下历史。

　　图片来源：北京欧百拓

　　公司历史：IBEO1998成立（德国汉堡）→2000年SICK独立部门→2009金融危机自立门户→2015进入中国

　　1995年产品测试（First Tests with Ibeo Laserscanner）

　　Gen1：1998 MOTIV 机械内部构造【=Velodyne】

　　Gen2：2003 ALASCA 45度镜面【=hella设计】

　　Gen3：2008 Lux是旋转镜面测向光源经典车载

　　Gen4：Mini自用

　　应用

　　这个图其实是欧盟资助项目Minifaros研究时候做的分析，Minifaros主要目标是打开小型车和中型车的ADAS市场，通过研究一种低成本、低功耗的小型激光雷达，拓展一下应用的可能性。

　　项目针对不同的ADAS的功能进行了评估，主要从追踪和识别的两个维度来分析Lidar的使用范围，Lidar需要关注的参数用绿框标出。

　　其中关于长短距的区分，

　　短距（Short Range Lidar）：【3线】这种主要是只测车的信息，并不注重对路面和环境信息采集。

　　长距（Long Range Lidar）：【4\8\16\32\64线】主要分别测量路面和环境信息，这里分2.5D和3D两种。2.5D代表是Ibeo 2.5D，讲究"精"，用最实用的方案提取最有效信息。3D代表是velodyne 3D，更多是环境建立，讲究"全"，持续反馈。

　　在欧盟的开放项目里面，Minifaros研究的是下面这个Lidar产品：

　　车载Lidar的安装

　　一般2.5D的长距Lidar的安装位置，是在高于地面40公分左右 这些位置也是最易安装，考虑实用性。

　　前向采集：都是在进气格栅处左右40cm左右。

　　侧向采集：2013年开始，IBEO设计的SACLA 同Valeo合作，开始向量产迈进，到目前为止已经在奥迪、宝马等多家车厂内进行了内部测试，预计2017年量产，这个Lidar比想象的量产时间来得长，之前的很多地方都是2014年的数据。

　　不同线数的Lidar比较

　　剧兄的对比主要是根据IBEO的开发经验而来的，1、4、8、16、32、64线雷达都开发过。

　　价格维度

　　前面说了，你要采集3D还是2.5D，这里就涉及到一个成本和效益问题了，如下图所示。

　　技术维度

　　1）单线激光雷达主要在工业领域，这样是其体积较大的原因，而在车载应用方面存在一个缺陷，无法获取路面信息，单线雷达获取的数据为2D数据，无法区别目标的高度等信息。

　　2）4线雷达的垂直视角为3.2°，可以理解为2.5D数据，可以判断障碍物的高度，处理地面的信息。

　　3）8线雷达：主机厂希望同时探测到弯角路崖等信息，也就是需要更大的垂直视角，所以扩充四线雷达。

　　从某种程度上来说，Lidar也是一个信息量很丰富的信息采集系统，如下图所示，可以区分。

　　图片来源：北京欧百拓

　　最大测距：首次采样看到黄圈那部分（左上图）。

　　检测距离：有效物体检测的情况（右上）。

　　分类距离：把车辆还有其他物体通过信息分离的（左下）。

　　最佳分类距离：可以分离准备度最高和有效的距离（右下）。

　　剧兄反复强调的算法，如图所示，主要是德国工程师将硬件里面做了大量的处理，可以更好的帮助应用。这些资料CEO在各地到处show，都当宝贝啊。

　　图片来源：北京欧百拓

　　小结

　　1）激光雷达Lidar比想象的还要复杂一些，经剧兄一提点嘛，我也知道该下一步总结和提炼材料了。

　　2）国内的朋友要努力啊，这不是你提一个你能做就能做的东西，光是德国人量产就搞了7年，光学、电子、软件还有环境试验和道路试验，哪个环节都不能缺，还有Tier1和整车企业的支持，道路艰难珍重哈。

　　3）ADAS高阶的比我们想象的难一些，如果只看美国创业企业忽悠，这个100美金，这个50美金，车开出去是要出问题的。