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激光技術(shù)

人工智能的“慧眼”:激光雷達(dá)

rongpuiwing 來(lái)源:深圳機(jī)器人協(xié)會(huì)2018-09-27 我要評(píng)論(0 )   

激光雷達(dá)最大的優(yōu)勢(shì)就是“精準(zhǔn)”和“快速、高效作業(yè)”。

 在杭州的朋友們可能會(huì)發(fā)現(xiàn),杭州的街頭最近出現(xiàn)了一個(gè)奇景——莫干山路和西溪路的斑馬線竟然一踩上去就會(huì)發(fā)光!簡(jiǎn)直就是一條星光大道!

 

不過(guò),這條會(huì)發(fā)光的斑馬線,可不只是為了好看,或是讓人拍照。與傳統(tǒng)畫在地上的斑馬線不同,這是一款融入了人工智能的新型斑馬線,!當(dāng)行人通過(guò)人行橫道線時(shí),雷達(dá)會(huì)立即自動(dòng)監(jiān)測(cè)到有行人踏上斑馬線,這時(shí)斑馬線兩邊會(huì)亮起警示燈,警示標(biāo)志則連續(xù)閃爍提示車輛提前減速禮讓行人。 

智能斑馬線對(duì)司機(jī)和行人都起到了明確提示和警示作用,有效延長(zhǎng)了機(jī)動(dòng)車與行人的安全距離,提高了機(jī)動(dòng)車禮讓行人的意識(shí)。不僅是晚上,只要光線微弱可見(jiàn)度低,兩旁地?zé)艟蜁?huì)提示來(lái)往車輛減速駕駛,雙向警示當(dāng)行人安全通過(guò)斑馬線后,地磚燈自動(dòng)熄滅。

而智能斑馬線的幕后英雄,就是來(lái)自激光雷達(dá)。

激光雷達(dá),聽(tīng)起來(lái)很酷炫哦~在美國(guó)科幻大片中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)男女主角穿越“激光墻”的一幕,現(xiàn)實(shí)生活中,我們也會(huì)在電視綜藝節(jié)目中看到有關(guān)激光束的精彩表演,設(shè)想一下,如果將激光裝上雷達(dá),又將是什么高科技呢?那么究竟何為激光雷達(dá)呢?

激光雷達(dá),英文全稱為L(zhǎng)ight Detection And Ranging,簡(jiǎn)稱LiDAR,即光探測(cè)與測(cè)量,是一種集激光、全球定位系統(tǒng)(GPS)和IMU(Inertial Measurement Unit,慣性測(cè)量裝置)三種技術(shù)于一身的系統(tǒng),用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM(數(shù)字高程模型)。這三種技術(shù)的結(jié)合,可以高度準(zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑,測(cè)距精度可達(dá)厘米級(jí)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),激光雷達(dá)就是是以激光束為信息載體,利用相位、振幅、頻率等來(lái)搭載信息,并將輻射源頻率提高到光頻段,能夠探測(cè)極微小的目標(biāo)。它是一種用于精確獲得三維位置信息的傳感器,其在機(jī)器中的作用相當(dāng)于人類的眼睛,能夠確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)。

激光雷達(dá)最大的優(yōu)勢(shì)就是“精準(zhǔn)”和“快速、高效作業(yè)”。激光雷達(dá)相比傳統(tǒng)雷達(dá),以精確的時(shí)間分辨率、精準(zhǔn)的空間分辨率、超遠(yuǎn)的探測(cè)距離等特點(diǎn)成為了先進(jìn)的主動(dòng)遙感工具。目前,它的高精度測(cè)量功能使其可以達(dá)到精確測(cè)距、測(cè)速、跟蹤、探測(cè)等,在民用、軍用領(lǐng)域開(kāi)始普遍使用,具有廣闊的發(fā)展前景。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),激光雷達(dá)就是是以激光束為信息載體,利用相位、振幅、頻率等來(lái)搭載信息,并將輻射源頻率提高到光頻段,能夠探測(cè)極微小的目標(biāo)。它是一種用于精確獲得三維位置信息的傳感器,其在機(jī)器中的作用相當(dāng)于人類的眼睛,能夠確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)。

 

激光雷達(dá)最大的優(yōu)勢(shì)就是“精準(zhǔn)”和“快速、高效作業(yè)”。激光雷達(dá)相比傳統(tǒng)雷達(dá),以精確的時(shí)間分辨率、精準(zhǔn)的空間分辨率、超遠(yuǎn)的探測(cè)距離等特點(diǎn)成為了先進(jìn)的主動(dòng)遙感工具。目前,它的高精度測(cè)量功能使其可以達(dá)到精確測(cè)距、測(cè)速、跟蹤、探測(cè)等,在民用、軍用領(lǐng)域開(kāi)始普遍使用,具有廣闊的發(fā)展前景。

其中,最受矚目的便是激光雷達(dá)在人工智能服務(wù)機(jī)器人和自動(dòng)駕駛上的應(yīng)用了。

目前激光雷達(dá)傳感器為服務(wù)機(jī)器人提供室內(nèi)自主定位導(dǎo)航解決方案,幫助服務(wù)機(jī)器人自動(dòng)構(gòu)建地圖、精確定位與自主導(dǎo)航,實(shí)現(xiàn)自由行走。相較于其他室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù),如超聲波、線圈、視覺(jué)等,利用激光雷達(dá)技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人室內(nèi)定位導(dǎo)航具有穩(wěn)定、可靠、高性能的優(yōu)勢(shì)。也因此,激光雷達(dá)也被認(rèn)為是人工智能服務(wù)機(jī)器人行走的“慧眼”。

其實(shí),激光雷達(dá)在機(jī)器人上的應(yīng)用就在我們身邊。許多朋友家里都有的滿地亂跑的掃地機(jī)器人,其實(shí)就是最好的例子。鐳神智能的機(jī)器人導(dǎo)航定位激光雷達(dá)就是掃地機(jī)器人的重要組成部分,可以精準(zhǔn)掃描并定位自身及家居環(huán)境。同時(shí),這種激光雷達(dá)還可以通過(guò)算法自主建立全屋2D地圖,主動(dòng)劃分區(qū)域并有序清掃,確保清掃無(wú)遺漏,省心又方便哦~

而在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,谷歌、Uber等主流自動(dòng)駕駛汽車研發(fā)團(tuán)隊(duì)都在使用激光雷達(dá)作為傳感器之一,與圖像識(shí)別等技術(shù)搭配使用,使汽車實(shí)現(xiàn)對(duì)路況的判斷。

當(dāng)車輛因駕駛員疏忽,疲勞等原因無(wú)意識(shí)偏離車道、離前車距離過(guò)近,側(cè)方有車輛近距離超車時(shí),系統(tǒng)能夠自動(dòng)發(fā)出警告,直至駕駛員糾正行駛方向或主動(dòng)控制安全距離。具體應(yīng)用包括車輛輪廓及車型檢測(cè)、鐵路線路異物入侵檢測(cè)等。

通過(guò)多傳感器對(duì)周圍的道路環(huán)境進(jìn)行檢測(cè),可實(shí)現(xiàn)傳感器功能的互補(bǔ);通過(guò)數(shù)據(jù)融合算法處理提取出道路的車道線信息、障礙物屬性以及障礙物運(yùn)行狀態(tài)信息,綜合分析給出預(yù)警信息提醒駕駛員對(duì)車輛做出相應(yīng)的控制,保證車輛安全行駛。

作為人工智能的重要應(yīng)用方向之一,近年來(lái)自動(dòng)駕駛汽車的遠(yuǎn)距離深度相機(jī)激光雷達(dá)作為汽車?yán)斫馊S空間的主流方案?jìng)涫苷J(rèn)可,不過(guò)激光雷達(dá)目前大且貴,這使得該技術(shù)的進(jìn)一步普及充滿挑戰(zhàn)。

在公開(kāi)市場(chǎng)上,線下渠道商甚至對(duì)其多線激光雷達(dá)的價(jià)格采取了加價(jià)銷售策略。激光雷達(dá)量產(chǎn)能力成為了產(chǎn)業(yè)突破的最大瓶頸。同時(shí)由于精密的復(fù)雜結(jié)構(gòu),激光雷達(dá)的量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)難度大,國(guó)內(nèi)外激光雷達(dá)企業(yè)很少選擇自建產(chǎn)線而選擇交由代工廠代工,造成了激光雷達(dá)量產(chǎn)良品率低下,成本高昂的局面。

作為自動(dòng)駕駛的核心部件,業(yè)內(nèi)人士表示,目前行業(yè)共同的期望就是一定要把固態(tài)3D的激光雷達(dá)做出來(lái),要量產(chǎn)化,性能要足夠;同時(shí),考慮到多傳感器融合,點(diǎn)云計(jì)算等,要在計(jì)算方面有突破,這是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。而經(jīng)歷了前面幾代的機(jī)械式激光雷達(dá)的市場(chǎng)洗禮,目前各大廠商都在發(fā)力固態(tài)激光雷達(dá)。由于全固態(tài)LiDAR內(nèi)部沒(méi)有任何宏觀或微觀上的運(yùn)動(dòng)部件,耐久性和可靠性的優(yōu)勢(shì)不言而喻,且順應(yīng)了自動(dòng)駕駛對(duì)激光雷達(dá)固態(tài)化、小型化和低成本化的趨勢(shì),因此成為群雄逐鹿的終極方向。

我們有理由相信,隨著越來(lái)越多廠商的加入激光雷達(dá)市場(chǎng)以及激光雷達(dá)的量產(chǎn)和應(yīng)用,不遠(yuǎn)的將來(lái)激光雷達(dá)也能夠在自動(dòng)駕駛汽車中大規(guī)模應(yīng)用,幫助汽車實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛,推動(dòng)自動(dòng)人工智能向強(qiáng)人工智能發(fā)展。

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