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來(lái)源：IPRdaily中文網(wǎng)（iprdaily.cn）
作者：邢濟(jì)武 劉博洋 方東 審協(xié)北京中心機(jī)械部 IP創(chuàng)新贏
原標(biāo)題：谷歌開(kāi)懟Uber：只因這項(xiàng)技術(shù)
你是我的眼，帶我領(lǐng)略四季的變換，你是我的眼，帶我穿越擁擠的人潮；有沒(méi)有被小贏的歌聲帶節(jié)奏？今天這幾句歌詞就獻(xiàn)給谷歌無(wú)人駕駛的核心——激光雷達(dá)技術(shù)。
對(duì)無(wú)人駕駛技術(shù)的研究
已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)車(chē)企的范疇
蘋(píng)果、谷歌、IBM、百度、騰訊……，
除了這些互聯(lián)網(wǎng)巨頭
還有特斯拉、Uber這樣的獨(dú)角獸
紛繁江湖，誰(shuí)來(lái)笑傲？
與別人主要采用視覺(jué)識(shí)別技術(shù)不同
谷歌從09年開(kāi)始，八年磨一劍
給出的方案是：激光雷達(dá)
谷歌第三代原型車(chē)
根據(jù)3月13日的網(wǎng)易新聞
谷歌利劍揮出，直擊Uber
根據(jù)報(bào)道分析，谷歌此舉將嚴(yán)重的打亂競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的實(shí)驗(yàn)和商業(yè)計(jì)劃，保持其在激光雷達(dá)技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)地位。
過(guò)去8年間，谷歌無(wú)人車(chē)經(jīng)歷了幾代的升級(jí)更新。據(jù)公司人員稱(chēng)：在實(shí)際道路上進(jìn)行了數(shù)百萬(wàn)英里的測(cè)試，僅出現(xiàn)了16次小事故且均為對(duì)方違規(guī)駕駛；安全行駛的原因都依賴(lài)于這個(gè)小小的核心部件-激光雷達(dá)
有人會(huì)問(wèn)了：在谷歌無(wú)人車(chē)的眼睛里，世界也會(huì)像在老司機(jī)眼中一樣嗎？比如說(shuō)，這樣：
您這樣想，就圖樣圖森破咯
早說(shuō)過(guò)谷歌不是用視覺(jué)識(shí)別的
經(jīng)過(guò)激光雷達(dá)掃描，世界是這樣的：
周?chē)鷪?chǎng)景由無(wú)數(shù)的點(diǎn)云（Point Cloud）構(gòu)成，并經(jīng)過(guò)處理為各種不同形狀的盒子，圖中紫色表示機(jī)動(dòng)車(chē)、藍(lán)色表示自行車(chē)、黃色表示行人。
在數(shù)百萬(wàn)英里的測(cè)試中一些匪夷所思的場(chǎng)景是很多老司機(jī)都從來(lái)沒(méi)遇到過(guò)的：
1.坐著電動(dòng)輪椅趕鴨子過(guò)馬路的老婆婆
2.無(wú)證駕駛的小司機(jī)
3.無(wú)人車(chē)前面裸奔的人
在危機(jī)四伏的馬路上做到全身而退的，需要一雙明亮又靈敏的眼睛。
接下來(lái)，就來(lái)詳細(xì)介紹一下谷歌無(wú)人車(chē)的眼睛--激光雷達(dá)
激光雷達(dá)（LIDAR）的研發(fā)，早在上個(gè)世紀(jì)的七十年代就開(kāi)始了，但是因?yàn)樵靸r(jià)昂貴和體積過(guò)大等原因一直僅應(yīng)用在氣象監(jiān)測(cè)、地圖測(cè)繪和軍事偵查等領(lǐng)域。
谷歌公司的無(wú)人汽車(chē)中使用了Velodyne公司的三維激光雷達(dá)HDL-32E，對(duì)于其如何實(shí)現(xiàn)障礙物智能感知，已在該公司的專(zhuān)利文獻(xiàn)中公開(kāi)（美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)：US2011/0216304A1）
US2011/0216304A1說(shuō)明書(shū)附圖
該雷達(dá)頭部?jī)?nèi)具有32個(gè)激光發(fā)射器，被照射目標(biāo)物反射后被32個(gè)激光探測(cè)器接收，同時(shí)位于底部的電機(jī)帶動(dòng)頭部360旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)垂直41度，水平360度的視場(chǎng)檢測(cè)。
激光陣列技術(shù)將反射信號(hào)每秒處理成70萬(wàn)個(gè)點(diǎn)云（Point Cloud）點(diǎn)。
頭部?jī)?nèi)的每個(gè)復(fù)合板上安裝一個(gè)激光發(fā)射器或激光探測(cè)器，在垂直行方向以扇形方式分別焊接固定在主板兩側(cè)
激光雷達(dá)為了減緩出現(xiàn)視野盲區(qū)，其第一透鏡和第二透鏡采用了兩個(gè)“D”型透鏡對(duì)應(yīng)發(fā)射激光和反射激光，兩個(gè)“D”型透鏡以?xún)烧咧g的最小間隙貼合在一起安裝在透鏡框架上，
采用這種兩個(gè)緊密連接的“D”型透鏡，通過(guò)平行的發(fā)射激光和探測(cè)激光路線(xiàn)能夠?qū)⒚^(qū)減少到基本為零。
同時(shí)，多個(gè)激光發(fā)射器同時(shí)發(fā)射激光會(huì)產(chǎn)生交叉干擾的情況，如下圖所示，若激光發(fā)射器E1—E4同時(shí)發(fā)射激光，反射光應(yīng)被激光探測(cè)器D1—D4接收，但是因?yàn)榉瓷浼す獾哪繕?biāo)物的位置和外形等原因，從一個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射的激光可能被錯(cuò)誤的激光探測(cè)器探測(cè)，如：從E1發(fā)射的激光被D3接收到，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤的云點(diǎn)。
為了避免上述問(wèn)題，激光雷達(dá)采用了非相鄰激光器激光信號(hào)發(fā)射的方式。例如， E1第一個(gè)發(fā)射，然后是E17發(fā)射，然后是E2、E18、E3、E19...E16、E32。
如此功能強(qiáng)大的雷達(dá)價(jià)格也一定不便宜吧？
根據(jù)報(bào)道，搭載在谷歌第二代無(wú)人車(chē)上的激光雷達(dá)售價(jià)高達(dá)7萬(wàn)美刀，一個(gè)小部件相當(dāng)于測(cè)試使用的汽車(chē)（普銳斯改裝）的兩倍價(jià)格！
因此要最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛汽車(chē)的遠(yuǎn)大理想，降低激光雷達(dá)成本，絕對(duì)是其中關(guān)鍵。
在激光雷達(dá)市場(chǎng)化不斷深入的背景下，除了前面介紹的Velodyne公司，一些初創(chuàng)公司也進(jìn)入本領(lǐng)域并展現(xiàn)了一定的技術(shù)實(shí)力。例如:
美國(guó)Quanergy公司
德國(guó)Ibeo公司
以色列Innoviz公司
加拿大LeddarTech公司
英國(guó)Photonic Vision公司
在小型化、固態(tài)化和降成本的方面，上述公司甚至給出了不同于Velodyne公司的解決方案，成為該公司的挑戰(zhàn)者甚至顛覆者。
其中，內(nèi)部無(wú)機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件的固態(tài)激光雷達(dá)已經(jīng)成為了新型激光雷達(dá)的一個(gè)重要發(fā)展方向。
例如：美國(guó)Quanergy公司的S3雷達(dá)，以及一些專(zhuān)利文獻(xiàn)中記載的（美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)US2015293224A1）相控陣固態(tài)激光雷達(dá)等，這些都是典型的固態(tài)激光雷達(dá)。
據(jù)報(bào)道：美國(guó)Quanergy公司目前發(fā)布的固態(tài)激光雷達(dá)三代產(chǎn)品價(jià)格已經(jīng)可以控制在100美元以下，其尺寸大小僅相當(dāng)于我們?nèi)粘Ｊ褂玫膇Phone6plus手機(jī)的八分之一。
結(jié)語(yǔ)
隨著技術(shù)的成熟和成本的下降，激光雷達(dá)逐漸滲透到了消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)?，F(xiàn)在除了在自動(dòng)駕駛汽車(chē)領(lǐng)域，其主要應(yīng)用場(chǎng)景還包括：
機(jī)器人領(lǐng)域
無(wú)人機(jī)領(lǐng)域
激光雷達(dá)的成本在過(guò)去7年里下降了10倍，在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)將更普遍的出現(xiàn)在咱們的生活中。在期待激光雷達(dá)將來(lái)給我們帶來(lái)新的驚喜的同時(shí)
也有科學(xué)家指出了其存在的隱患
因?yàn)橹灰桃獾膶?duì)該雷達(dá)發(fā)射一組激光信號(hào)，就能夠控制無(wú)人車(chē)想停就停，想走就走。小贏想，如果這樣的漏洞被黑客利用，會(huì)不會(huì)就變成：
是不是上帝在我眼前
遮住了簾
忘了掀開(kāi)。。。
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作者：邢濟(jì)武 劉博洋 方東 審協(xié)北京中心光電部 IP創(chuàng)新贏
編輯：IPRdaily.cn LoCo
校對(duì)：IPRdaily.cn 縱橫君
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