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激光雷达对比毫米波雷达,它们的区别是什么

2020年06月28日 11:48 次阅读

作为“机器之眼”的激光雷达无人驾驶及机器人等领域的火热而备受关注。它是一种用于获取精确位置信息的传感器,可以确定物体的位置、大小、姿态等,相较于其他类型的传感器,激光雷达在测量精度和探测人体等方面的能力十分突出,因此在机器的感知系统中占据重要位置。

但同时我们也注意到,除了激光雷达,在无人驾驶等领域,毫米波雷达也并未被完全抛弃,它究竟有哪些优势能与激光雷达相互抗衡呢?今天我们就来聊聊激光雷达与毫米波雷达各自的特性及区别。

毫米波雷达是一种工作在毫米波波段探测的雷达,能够测量被测物体的相对距离、速度及方位的传感器。毫米波实质上就是电磁波,毫米波频段比较特殊,其频率高于无线电,低于可见光和红外线,频率大致范围是10GHz—200GHz,这是一个更适合于车载领域的频段。      

早期毫米波雷达仅在军事领域被应用,随着雷达技术的不断进步及发展,毫米波雷达已被广泛应用于无人车、无人机及智能交通等多个领域。无人驾驶是目前毫米波雷达最热门的应用领域,毫米波雷达之所以未被市场抛弃的最大原因在于其具有可穿透尘雾、雨雪、不受恶劣天气的影响,并能做到全天候工作。

但毫米波雷达在分辨率上终是硬伤,一般雷达依靠发射脉冲(波形)获取信息,反之发射和回波信号决定了信息的内容和质量。一般情况下,频率越高的信号能承载的信息和分辨力也会更高。因此,在这一点上,毫米波雷达就大不如激光雷达。

激光雷达主要是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,做适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。因能对周围环境实现3D感知而备受自主驾驶领域的“宠爱”。

激光雷达和毫米波雷达从工作原理上来说具有相似之处,都是利用回波成像来构显被探测物体的,就相当于人类用双眼探知而蝙蝠是依靠超声波探知的区别。不过激光雷达发射的电磁波是一条直线,主要以光粒子发射为主要方法,而毫米波雷达发射出去的电磁波是一个锥状的波束,这个波段的天线主要以电磁辐射为主。

相比毫米波雷达,激光雷达在探测精度、探测范围及稳定性方面更具优势。在精确度方面,毫米波雷达的探测距离受到频段损耗的直接制约(想要探测的远,就必须使用高频段雷达),也无法感知行人,并且对周边所有障碍物无法进行精准的建模。

但在抗干扰性上,毫米波雷达却更胜一筹,由于激光雷达通过发射光束进行探测,受环境影响较大,光束受遮挡后就不能正常使用,因此无法在雨雪雾霾天,沙尘暴等恶劣天气中开启,而毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,因此可以在糟糕的天气中探测。

综上,我们可以看出,激光雷达与毫米波雷达各有优劣,相互之间很难被取代。但从目前市场情况来看,激光雷达在无人驾驶及机器人领域更受青睐,它比毫米波雷达在测距、识别障碍物方面更准确,但激光雷达由于获取的数据量远超毫米波雷达,需要更高性能的处理器来处理数据,所以成本也相对更高。由于成本制约,目前在无人驾驶领域激光雷达实现大面积普及仍是一个难题。

相比于无人驾驶领域,激光雷达在机器人领域的应用却更为迅速,性能要求相对较低,成本也没那么高。目前,基于国内思岚科技激光雷达的服务机器人已被广泛应用于餐厅、商场、银行、医院等各大服务场所。利用激光雷达同时结合思岚科技自主研发的SLAM技术,可帮助机器人实现自主定位、建图及路径规划等功能。

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