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初识激光雷达
目前，智能驾驶车辆中常用到的感知传感器有：相机、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等。我们在表1-2中对比了其各自的优缺点。
由表1-2可以看出激光雷达作为一种主动三维测量传感器，具有不受光照变化影响、能够准确测量目标距离、深度的优势。但是，激光点云具有稀疏性，并缺少色彩、纹理信息，且目前的激光点云通常无法提供目标的速度信息。此外，激光线束在雾霾、雨雪天气中衰减较快，点云质量在此时会明显下降。因此，为适应智能驾驶中复杂的工况，通常需要各传感器协同工作。
进一步地，对于激光雷达而言，不同的技术方案也使得其有不同的特性。我们在表1-3中统计了三种常见半固态扫描激光雷达和机械式扫描激光雷达的特点。
（注：上表参考禾赛科技在第三届激光雷达前瞻技术展示交流会的报告）
其中，速腾聚创的M1、禾赛科技的AT128以及揽沃科技的浩界HAP分别为MEMS振镜、转镜式扫描和透射棱镜方案中具有代表性的车载激光雷达，并均已经符合车规要求。图1-3至图1-5分别展示了其激光雷达样机和对应点云的效果，表1-4至表1-6分别给出了其部分参数性能，相关图片和数据均来源对应型号的官方网站。
图1-3速腾M1激光雷达及其点云效果
图1-4禾赛AT128激光雷达及其点云效果
图1-5揽沃浩界HAP激光雷达及点云效果
由三种代表性激光雷达的点云效果和基本参数可以看出，目前主流的几款半固态（混合固态）激光雷达均达到了120线束以上，且具有120°的水平视场角和25°左右的垂直视场角，能够较地探测道路参与者的尺寸、位置等信息。各激光雷达有效探测距离为150m至200m，基本能够满足目前大部分智能驾驶场景的使用需求。
此外，从上述点云效果中我们可进一步看出：（1）使用一维转镜式方案的激光雷达，其点云效果最接近传统机械式激光雷达；（2）基于MEMS振镜方案的激光雷达，由于单个MEMS振镜的视场角较小，通常会由多个MEMS振镜组合拼凑出较大的视场角，故最终输出点云中会有多个拼接缝存在；（3）基于透射棱镜方案的激光雷达，通常也需要多个MEMS模块拼接出较大的视场角，且其激光扫描方式比较特殊，目前常见的有“花瓣形”和“类椭圆”的非重复扫描方式，具体如图1-6所示。
图1-6常见的两种激光雷达非重复扫描方式
（注：图片来源于揽沃官方网站）
正如我们前面所述，当下激光雷达仍处在高速发展的阶段。目前而言，业界整体呈现出百家争鸣的状态，各厂商选取的不同技术方案均有各自的优势和特点，而未来哪种激光雷达将会胜出，将留给时间和市场进行检验。
本书作者：揭皓翔
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