在快速發展的自動駕駛領域，各種感測技術在使車輛感知周圍環境並做出即時決策方面發揮著至關重要的作用。其中，LiDAR（光探測和測距）因其創建詳細的環境 3D 地圖的能力而脫穎而出。然而，有必要將光達與其他常用感測器（例如攝影機、雷達和超音波感測器）進行比較，以了解它們各自的優缺點。本文將探討這些比較，並強調為什麼光達通常被認為是自動駕駛汽車的重要組成部分。
光達與相機
攝影機是自動駕駛汽車中最常用的感測器之一。它們以影像或視訊的形式捕捉視覺訊息，然後由車輛的電腦進行處理，以識別物體、車道標記、交通號誌和其他關鍵細節。相機擅長識別顏色、紋理和圖案，這使得它們對於讀取交通標誌或偵測行人等任務不可或缺。
然而，相機有一些局限性，特別是在具有挑戰性的照明條件下。他們可能會遇到眩光、夜間能見度差或霧和大雨等惡劣天氣條件。此外，相機本質上是二維感測器，這意味著它們可能並不總是提供準確的深度信息，尤其是在較長距離時。
另一方面，雷射雷達使用雷射脈衝來測量到物體的距離，從而創建環境的三維地圖。這種 3D 功能使 LiDAR 能夠提供精確的距離測量並識別物體的大小和形狀，無論照明條件如何。攝影機可提供豐富的視覺細節，而光達則透過提供準確的空間資訊來補充，使兩者的結合成為自動駕駛的強大工具。
光達與雷達
雷達（無線電探測和測距）是自動駕駛汽車中使用的另一種關鍵感測技術。它的工作原理是發射無線電波，無線電波從物體上反彈並返回感測器，使系統能夠確定物體的距離和速度。雷達在遠距離和惡劣天氣條件下探測物體特別有效，它可以穿透霧、雨和灰塵。
雷達相對於雷射雷達的主要優勢之一是它能夠在各種天氣條件下有效運行，並且對環境因素的敏感度較低。雷達通常也比光達便宜，這使其成為某些應用更具成本效益的選擇。
然而，雷達在分辨率方面有其限制。雖然它可以檢測遠距離的物體，但它通常缺乏區分近距離物體或準確繪製三維環境地圖所需的精確度。雷射雷達的高解析度使其更適合詳細的測繪和物體檢測，尤其是在精度至關重要的複雜城市環境中。
光達與超音波感測器
超音波感測器廣泛應用於車輛中的短距離應用，例如停車輔助。這些感測器發出聲波，從附近的物體反射回來，使系統能夠根據聲音返回所需的時間來測量距離。超音波感測器價格低廉且有效地檢測非常近距離（通常在幾公尺內）的物體。
但超音波感測器的作用範圍有限，不適合遠距離物體偵測或高速駕駛場景。它們也缺乏提供詳細環境映射或在更複雜的環境中有效運作的能力。超音波感測器雖然對特定任務有用，但無法取代自動駕駛中光達的綜合感測能力。
感測器融合的作用
考慮到每種感測技術的優點和缺點，自動駕駛汽車通常依靠感測器的組合來實現最佳的環境感知。這種方法稱為感測器融合，涉及整合來自光達、攝影機、雷達和超音波感測器的數據，以更完整、更準確地了解車輛周圍的環境。
感測器融合使自動駕駛車輛能夠利用每種感測器類型的優勢，其中雷射雷達提供高解析度 3D 測繪，攝影機提供豐富的視覺細節，雷達確保惡劣天氣下的可靠檢測，超音波感測器協助近距離檢測。這些技術共同使自動駕駛車輛能夠在各種條件下安全有效地行駛。
結論
光達、攝影機、雷達和超音波感測器各自具有獨特的優勢，它們在感測器融合中的組合使用為自動駕駛汽車提供了強大的感知系統。雖然 LiDAR 擅長提供準確的 3D 地圖和精確的距離測量，但與其他感測器一起使用時最為有效。作為自動駕駛技術