地面雷达探测技术精确定位，给予自动驾驶车辆感知能力

行业内有个“潜规则”，为什么Waymo、Uber以及众多自动驾驶初创公司、汽车制造商“拥挤”在菲尼克斯西南部城市测试他们的自动驾驶车辆。

一方面是美国亚利桑那州的规章制度对他们很友好，但是全年的好天气也是主要的因素之一。尽管自动驾驶技术在逐步成熟，但当遭遇雨雾天能见度低，或者大雪覆盖车道标记的状况时，结果就不是太理想。

WaveSense，一家总部位于波士顿的初创公司，看到了这个机会。他们希望将麻省理工学院开发的技术用于军事，同时给予自动驾驶车辆额外的感知能力。他们在车辆上装备了俯瞰地面的雷达，一种新的方法来精确定位车辆位置，而不依赖于视觉或GPS。目前行业的主流技术路线是多传感器融合，基于激光雷达、毫米波雷达、摄像头、短程超声波和GPS的组合，再结合车载高精地图，但仍然遭遇不少难题。

按照L4/L5级自动驾驶的定义要求，自动驾驶车辆需要知道它在哪里，定位精度需要在10厘米以内级别。

目前普遍的做法是在车辆行驶道路上提前进行高精地图的测绘采集，包括路标、道路标识、出入闸口、非机动车道、人行道等。但这对于雪天和雨水覆盖路面或者车道线标识不清晰的状况下，几乎等于无效状况。

WaveSense首席执行官Tarik Bolat表示：“我们的解决方案是观察地面以下，在那里你不会遇到与观察地面的光学传感器相同的问题。”WaveSense在汽车上使用一个额外的雷达传感器，通常安装在前轮的后面，向下指向。即使是低功率的信号也能穿透到10英尺厚的道路，观察路面以下岩石、树根、土壤密度变化。

这些特征可以结合作为地理指纹数据，就像激光雷达地图一样，给汽车一个参考，帮助找出它在哪里。Wavesense可以精确地确定一个位置，即使是在高速公路上，而且它与天气无关。

这项技术来自麻省理工学院的林肯实验室，并于2013首次部署军队，作为避免触碰地雷的一项技术。但是从量产角度，额外增加传感器是有代价的。Wavesense透露，他们的雷达价格很便宜，不需要太多的电源供应和算力来压缩和处理数据，这是至关重要的。

Wavesense的雷达可能无法取代汽车上的其他传感器；它的作用更可能是一个补充的位置验证，提高冗余性和安全性。该公司表示，该系统已经被证明在高速公路速度下工作的精确度高达1英寸，不管道路状况如何。

目前，地质学家和考古学家主要使用探地雷达发现地下矿床或古建筑遗迹。探地雷达(Ground Penetrating Radar．GPR)是利用天线发射和接收高频电磁波来探测介质内部物质特性和分布规律的一种地球物理方法。

探地雷达早期有多种叫法．如地面探测雷达(Ground—probing Radar)、地下雷达(Sub—surface Radar)、地质雷达(Geo Radar)、脉冲雷达(Impulse Radar)、表面穿透雷达(Surface Penetrating Radar)等，都是指面向地质勘探目标、利用高频脉冲电磁探测地质目标内部结构的一种电磁波方法。

由于探地雷达探测的高精度、高效率以及无损的特点，目前主要被用于考古、矿产勘查、灾害地质调查、岩土工程勘察、工程质量检测、建筑结构检测以及军事目标探测等众多领域。国际上影响较大的商用探底雷达系统有美国GSSI(地球物理测量系统公司)的SIR系列、加拿大SSI(Sensor and Software公司)的pulseEKKO系列和瑞典Mala公司的RAMAC系列。

其他公司的产品如GDE、Penetradar、Rockradar、ERA Technology、NTT、JRC、EMRAD，以及国内LT—1、CBS—9000系列探地雷达系统。但这些雷达的价格都非常高昂，少则几十万，高则上百万。Wavesense希望通过降低成本，研发适配自动驾驶需求的雷达。

在近期Wavesense的招聘信息上可以看到，招聘的雷达工程师，将专注于开发UWB地面雷达系统，用于自动驾驶车辆的车道保持。