二、為什么是激光雷達(dá)

攝像頭的缺陷主要來自于光線，在光線較差或強(qiáng)光干擾下，誤判率高。同時(shí)，攝像頭的探測距離受到光線影響會(huì)變短，精度變低等。采用單一攝像頭在路端計(jì)算需要極強(qiáng)的算力，并且信號(hào)傳輸和處理會(huì)有帶寬和實(shí)時(shí)性的影響。

毫米波的缺陷主要在于對(duì)完全靜止的物體幾乎沒有什么回波，而處于某些金屬干擾的環(huán)境下，容易產(chǎn)生誤報(bào)。激光雷達(dá)本身對(duì)環(huán)境光不依賴，24h全天時(shí)工作，因此大大增強(qiáng)了感知的適應(yīng)性。并且對(duì)目標(biāo)物的三維探測能力增強(qiáng)了準(zhǔn)確性，無論是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)物體，均可捕捉。

路端的場景十分復(fù)雜，以在流量較大的十字路口為典型。事實(shí)上，僅僅依靠一種技術(shù)手段，誤報(bào)、漏報(bào)都將成為安全隱患，無法對(duì)路況信息實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的智能檢測。如果將激光雷達(dá)與攝像頭融合，一次性獲得物體的位置、距離、尺寸、速度、方向、顏色等信息。

圖4 北醒Horn系列激光雷達(dá)識(shí)別十字路口車輛及行人

1．極強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集能力

探測距離遠(yuǎn)

機(jī)械旋轉(zhuǎn)雷達(dá)一般有效測距為150到200米，采用1550nm人眼安全的北醒Horn系列激光雷達(dá)，探測距離可以達(dá)到300米，300米意味著在路端布線時(shí)，可以減少硬件成本，降低施工壓力。

分辨率高

市場上常見的激光雷達(dá)以16線、32線、64線為主，線束對(duì)應(yīng)的參數(shù)是分辨率。圖像級(jí)激光雷達(dá)還是數(shù)字激光雷達(dá)，都是將線束做到非常高，從而后期算法要求降低了難度，降低感知層面的難度。北醒和一些激光雷達(dá)廠商為了解決遠(yuǎn)距離小目標(biāo)物探測能力，已經(jīng)將分辨率做到了300－600線。針對(duì)車路協(xié)同應(yīng)用，路面目標(biāo)物種類多、數(shù)量多的特點(diǎn)，分辨率越高越能快速識(shí)別出來。

圖5 北醒Horn系列激光雷達(dá)探測的斑馬線

小目標(biāo)物由于體積很小，因此激光雷達(dá)發(fā)射出去的光很難被接收回來。分辨率的高低主要由垂直角分辨率決定。垂直角分辨率的數(shù)值越小，代表則能探測到目標(biāo)物的點(diǎn)越多，探測的清晰度越高，對(duì)于小目標(biāo)物的點(diǎn)獲取越多。如下圖所示，垂直方向的間隔小，點(diǎn)云數(shù)量多。

圖6 同等距離下，垂直分辨率0．05°和0．1°的行人點(diǎn)云對(duì)比示意圖

在垂直方向角分辨率上，北醒激光雷達(dá)的垂直角分辨率可精確到0．05°，是64線激光雷達(dá)的9．4倍，可以對(duì)遠(yuǎn)距離小目標(biāo)物精準(zhǔn)探測，對(duì)行人實(shí)際可探測與識(shí)別能力達(dá)到115米，而64線激光雷達(dá)線束過低，實(shí)際可探測與識(shí)別能力僅為12米以內(nèi)。

表2 激光雷達(dá)等同線數(shù)與可識(shí)別小物體（0．1m）的最遠(yuǎn)距離關(guān)系

視場角廣

路口安裝的攝像頭的覆蓋區(qū)域一般只有10°左右，視野范圍較窄。360°機(jī)械旋轉(zhuǎn)雷達(dá)無疑擁有更多的視野，但是內(nèi)部旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)讓其使用壽命一直存疑。北醒Horn系列激光雷達(dá)不采取機(jī)械同軸旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，具有橫向90°的視場角度，探測范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于攝像頭，單臺(tái)可以覆蓋300m＊300m的大場景。因此，檢測相同路口，安裝激光雷達(dá)的數(shù)量將遠(yuǎn)少于攝像頭的數(shù)量。激光雷達(dá)方案比單一攝像頭方案更利于檢測大視野的闖紅燈區(qū)域。