激光雷达与毫米波雷达的特性与区别

作為“機(jī)器之眼”的激光雷達(dá)因無(wú)人駕駛及機(jī)器人等領(lǐng)域的火熱而備受關(guān)注。它是一種用于獲取精確位置信息的傳感器，可以確定物體的位置、大小、姿態(tài)等，相較于其他類型的傳感器，激光雷達(dá)在測(cè)量精度和探測(cè)人體等方面的能力十分突出，因此在機(jī)器的感知系統(tǒng)中占據(jù)重要位置。

但同時(shí)我們也注意到，除了激光雷達(dá)，在無(wú)人駕駛等領(lǐng)域，毫米波雷達(dá)也并未被完全拋棄，它究竟有哪些優(yōu)勢(shì)能與激光雷達(dá)相互抗衡呢？今天我們就來(lái)聊聊激光雷達(dá)與毫米波雷達(dá)各自的特性及區(qū)別。

毫米波雷達(dá)是一種工作在毫米波波段探測(cè)的雷達(dá)，能夠測(cè)量被測(cè)物體的相對(duì)距離、速度及方位的傳感器。毫米波實(shí)質(zhì)上就是電磁波，毫米波頻段比較特殊，其頻率高于無(wú)線電，低于可見(jiàn)光和紅外線，頻率大致范圍是10GHz—200GHz，這是一個(gè)更適合于車載領(lǐng)域的頻段。      

早期毫米波雷達(dá)僅在軍事領(lǐng)域被應(yīng)用，隨著雷達(dá)技術(shù)的不斷進(jìn)步及發(fā)展，毫米波雷達(dá)已被廣泛應(yīng)用于無(wú)人車、無(wú)人機(jī)及智能交通等多個(gè)領(lǐng)域。無(wú)人駕駛是目前毫米波雷達(dá)最熱門的應(yīng)用領(lǐng)域，毫米波雷達(dá)之所以未被市場(chǎng)拋棄的最大原因在于其具有可穿透塵霧、雨雪、不受惡劣天氣的影響，并能做到全天候工作。

但毫米波雷達(dá)在分辨率上終是硬傷，一般雷達(dá)依靠發(fā)射脈沖(波形)獲取信息，反之發(fā)射和回波信號(hào)決定了信息的內(nèi)容和質(zhì)量。一般情況下，頻率越高的信號(hào)能承載的信息和分辨力也會(huì)更高。因此，在這一點(diǎn)上，毫米波雷達(dá)就大不如激光雷達(dá)。

激光雷達(dá)主要是向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)(激光束),然后將接收到的從目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較,做適當(dāng)處理后，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息,如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)。因能對(duì)周圍環(huán)境實(shí)現(xiàn)3D感知而備受自主駕駛領(lǐng)域的“寵愛(ài)”。

激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)從工作原理上來(lái)說(shuō)具有相似之處，都是利用回波成像來(lái)構(gòu)顯被探測(cè)物體的，就相當(dāng)于人類用雙眼探知而蝙蝠是依靠超聲波探知的區(qū)別。不過(guò)激光雷達(dá)發(fā)射的電磁波是一條直線，主要以光粒子發(fā)射為主要方法，而毫米波雷達(dá)發(fā)射出去的電磁波是一個(gè)錐狀的波束，這個(gè)波段的天線主要以電磁輻射為主。

相比毫米波雷達(dá)，激光雷達(dá)在探測(cè)精度、探測(cè)范圍及穩(wěn)定性方面更具優(yōu)勢(shì)。在精確度方面，毫米波雷達(dá)的探測(cè)距離受到頻段損耗的直接制約(想要探測(cè)的遠(yuǎn)，就必須使用高頻段雷達(dá))，也無(wú)法感知行人，并且對(duì)周邊所有障礙物無(wú)法進(jìn)行精準(zhǔn)的建模。

但在抗干擾性上，毫米波雷達(dá)卻更勝一籌，由于激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射光束進(jìn)行探測(cè)，受環(huán)境影響較大，光束受遮擋后就不能正常使用，因此無(wú)法在雨雪霧霾天，沙塵暴等惡劣天氣中開(kāi)啟，而毫米波導(dǎo)引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，因此可以在糟糕的天氣中探測(cè)。

綜上，我們可以看出，激光雷達(dá)與毫米波雷達(dá)各有優(yōu)劣，相互之間很難被取代。但從目前市場(chǎng)情況來(lái)看，激光雷達(dá)在無(wú)人駕駛及機(jī)器人領(lǐng)域更受青睞，它比毫米波雷達(dá)在測(cè)距、識(shí)別障礙物方面更準(zhǔn)確，但激光雷達(dá)由于獲取的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)超毫米波雷達(dá)，需要更高性能的處理器來(lái)處理數(shù)據(jù)，所以成本也相對(duì)更高。由于成本制約，目前在無(wú)人駕駛領(lǐng)域激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)大面積普及仍是一個(gè)難題。

相比于無(wú)人駕駛領(lǐng)域，激光雷達(dá)在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用卻更為迅速，性能要求相對(duì)較低，成本也沒(méi)那么高。目前，基于國(guó)內(nèi)思嵐科技激光雷達(dá)的服務(wù)機(jī)器人已被廣泛應(yīng)用于餐廳、商場(chǎng)、銀行、醫(yī)院等各大服務(wù)場(chǎng)所。利用激光雷達(dá)同時(shí)結(jié)合思嵐科技自主研發(fā)的SLAM技術(shù)，可幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主定位、建圖及路徑規(guī)劃等功能。