每年，新的無人駕駛汽車的數量逐漸增加，各種掃描裝置使汽車生產商能夠製造出更加獨立，智慧和更安全的自動駕駛汽車。在本文中，我們將定義LIDAR或RADAR遙感是否是更好的裝置。
快速導航
什麼是鐳射雷達？LiDAR遙感如何工作？鐳射雷達在哪裡使用？LIDAR漏洞
什麼是雷達？雷達如何工作？如何使用雷達？RADAR漏洞
雷達與鐳射雷達的比較鐳射雷達相對於雷達的優勢RADAR優於LIDAR的優勢
諸如Tesla和Google之類的世界知名大型公司都在其汽車上配備了鐳射探測器，以使汽車在行駛時能夠看到其他車輛，行人以及道路上的各種障礙。不幸的是，這些檢測系統價格昂貴，並且執行相同任務的替代裝置便宜得多-問題是這些選件是否足夠有效以完全替代汽車公司定製解決方案中較昂貴的工具。
在本文中，我們將概述LIDAR和RADAR遙感，並確定每個系統的優勢。
什麼是鐳射雷達？
LIDAR也稱為光成像檢測和測距。它是一種檢測表面上的物體及其大小和確切位置的技術。
LIDAR緊隨RADAR和SONAR之後進入市場，它使用鐳射脈衝掃描環境，而不是無線電波或聲波。45年前，美國軍方和NASA發明了LIDAR技術，用於測量空間距離，儘管直到1995年，它才首次用於商業用途，以滿足地形需求。
現在，鐳射雷達系統的設計非常緊湊，可以讓業界將該技術用於新的用途。使用LIDAR技術的裝置通常也稱為同一種裝置。它是一種掃描器，可以建立任何物理物件的數字副本，並且與從頭開始繪製圖紙相比，可以節省更多時間。
LIDAR如何工作？
LIDAR功能的演算法如下：
發射鐳射訊號
鐳射訊號到達障礙物
訊號從障礙物反射
訊號返回接收器
然後記錄鐳射脈衝
該裝置發出的鐳射脈衝沿各個方向向外移動，直到訊號到達物體，然後反射並返回到接收器。實際上，這與SONAR使用的原理相同，只是SONAR會發出聲波。使用鐳射雷達，光速是聲音的1，000，000倍。一個例子是在有照明的颶風期間-首先，我們看到閃電，僅在幾秒鐘後才聽到聲音。
如此高的速度使該裝置每秒能夠接收來自大量鐳射脈衝的資料。這意味著資訊更新的頻率更高，因此可以接收到更精確的資料。內部處理器儲存鐳射的每個反射點並生成環境的3D影象。這些工作原理允許使用例如安裝在飛機上的鐳射雷達建立精確的地圖。
此外，同一處理器可以透過使用已知鐳射脈衝速度和反射時間的簡單公式來計算檢測到的物體與鐳射雷達接收器之間的距離，然後計算鐳射脈衝的傳播距離。這種可能性在汽車工業中得到了應用，並在此發展起來：所有無人駕駛汽車都使用機載LIDARS掃描周圍環境。
鐳射雷達在哪裡使用？
在美國波特蘭州立大學，他們使用LIDAR系統技術來檢查大表面積廣闊的生態系統中樹木的生長程序。研究人員為飛機配備了這些裝置，使他們有可能跟蹤每個葉子和樹枝的外觀。
NASA使用LIDAR，透過測量大氣元素的密度來計算平流層溫度。此外，電影業還使用該技術來重建稀有或排他性的環境，否則這些環境將被禁止用於商業和視覺目的。
這項技術的發明對汽車工業的發展產生了巨大的影響。自動駕駛和無人駕駛汽車使用LIDAR掃描周圍環境並計劃汽車行為，以避免與障礙物碰撞。
LIDAR弱點
與原始LIDAR所使用的具有相同訊號波長的兩個發射器相比，使用虛假的回波很容易產生偽回波，從而使裝置能夠更遠或更近地檢測到現有物體。只有一個收發器和兩個脈衝發生器可以建立LIDAR訊號的多個副本並將其傳送到接收器，從而使裝置看到不存在的物件。
什麼是雷達？
RADAR也稱為無線電檢測和測距，用於檢測遠處的物體，定義其速度和佈置。我們都對這種裝置非常熟悉，因為警察在大多數地區都使用它來檢測和調節道路上超速行駛的車輛。
RADAR系統技術是在1940年第二次世界大戰之前發明的；然而，發展實際上始於1886年，當時一位德國物理學家意識到無線電波可以從固體物體反射回來。下面介紹雷達的工作原理。
雷達如何工作？
聲波回波使我們能夠使用固體物體的聲波反射來定義物體的距離。聲音向前和向後傳播所需的時間取決於聲源與反射聲波的表面的距離。同時，回波的多普勒頻移使我們能夠透過測量回波的音高來定義移動物體的速度。
該原理基於RADAR系統，唯一的區別是RADAR使用無線電波代替聲音。無線電波的傳播比聲音傳播的遠得多，人體的感覺器官無法檢測到。因此，儘管LIDAR和RADAR的工作原理完全相同，但它們的主要區別在於它們使用不同的訊號來檢測物體。
而且，無線電波和光波具有相同的速度-光速。因此，在每個系統（LIDAR與RADAR系統）中如何快速更新資料的問題上，我們有一個不錯的選擇。
如何使用雷達？
雷達使用最廣泛的是用於軍事目的。裝有RADAR的飛機可以精確測量高度並檢測附近的其他航空運輸裝置。海上雷達系統以類似的方式用於測量其他船舶之間的距離，以防止碰撞。
該技術還用於短期天氣預報，以監測風和降水。探地雷達在地質學中用於確定地殼的成分。最後，儘管鐳射雷達由於其精確性最近在該地區變得越來越普遍，但警察仍使用雷達槍來監控交通速度。
RADAR弱點
使用初始雷達具有相同波長的無線電波接收器和發射器，可以產生無線電噪聲，從而使裝置將移動物體的速度計算為零。因此，當涉及雷達與鐳射雷達自動駕駛汽車系統時，這兩種裝置都是可以接受的，並且具有相同的安全級別。
雷達與鐳射雷達的比較
鐳射雷達相對於雷達的優勢
RADAR優於LIDAR的優勢
短波長使我們能夠檢測小物體。鐳射雷達可以建立物體的精確3D單色影象。LIDAR使用的缺點在夜間/多雲的天氣中使用受限。工作高度只有500-2000m。相當昂貴的技術。雷達可以在多雲的天氣條件下和夜間輕鬆執行。工作距離更長。使用雷達的缺點較短的波長不允許檢測小物體。由於波長較長，RADAR無法為使用者提供物體的精確影象。
如果我們在沒有任何背景的情況下分別比較這兩種技術，那將是浪費時間。它們具有相似的工作原理，但是每種都使用不同種類的波和波源。RADAR使用天線發射無線電訊號，但是LIDAR裝置具有專用的光學器件和鐳射器用於接收和傳輸。
當檢測距離比物體的實際外觀重要時，雷達顯然更方便。例如，在空中，正在飛行的大型物體很可能是一架飛機，因此重要的是儘早檢測以避免碰撞。
另一方面，當我們在路上時，識別物體是行人，汽車還是牆壁是非常重要的。這種識別將使系統能夠使用機載軟體預測運動，並且不會將注意力集中在距離前方500m以上的物體上。
這些品質使基於光工作原理的裝置在LIDAR與RADAR自動駕駛方面成為贏家。
