技術(shù)在不斷進(jìn)步——幾乎可以與之對(duì)話的家庭助理、比十年前的電腦更強(qiáng)大的手機(jī)，甚至還有自動(dòng)駕駛汽車(chē)。

      自 1880 年代中期以來(lái)，汽車(chē)已經(jīng)走過(guò)了漫長(zhǎng)的道路，當(dāng)時(shí)卡爾·本茨 (Karl Benz) 制造了被認(rèn)為是第一輛真正的汽車(chē)。但是自動(dòng)駕駛汽車(chē)是如何工作的——它如何知道什么時(shí)候停下來(lái)，或者確定是否有人要過(guò)馬路。答案是一種叫做激光雷達(dá)的遙感技術(shù)。

      激光雷達(dá)傳感器的起源

      LIDAR（激光雷達(dá)）或光探測(cè)與測(cè)距（Light Detection And Ranging）起源于 1960 年代，即激光問(wèn)世后不久，美國(guó)國(guó)家大氣研究中心首先將其用于氣象學(xué)測(cè)量云。從那時(shí)起，這項(xiàng)技術(shù)（也稱為激光掃描或 3D 掃描）已被用于從地理學(xué)到林業(yè)，從大氣物理學(xué)到激光測(cè)高的各種應(yīng)用。

      它已被廣泛用于考古學(xué)，以繪制挖掘地點(diǎn)和大面積土地，識(shí)別從地面看不到的事物。美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration）使用它來(lái)繪制海岸線和地球表面的地圖，美國(guó)宇航局在1971年利用這項(xiàng)技術(shù)，當(dāng)時(shí)阿波羅15號(hào)宇航員使用激光高度計(jì)繪制了月球表面。

      它們是如何工作的？

      該技術(shù)使用紫外線（UV），可見(jiàn)光或近紅外（IR）光對(duì)物體進(jìn)行成像并繪制其物理特征?？焖龠B續(xù)進(jìn)行幾次測(cè)量，以產(chǎn)生高分辨率的復(fù)雜表面地圖。

      激光雷達(dá)使用有源傳感器測(cè)量到目標(biāo)的距離，該傳感器發(fā)射照明能量源，而不是依靠陽(yáng)光。它向表面發(fā)射快速的激光脈沖 - 每秒高達(dá)150，000個(gè)脈沖 - 通常是紅外來(lái)繪制陸地地圖，或者穿透水的綠光來(lái)測(cè)量海底或河床。

      當(dāng)光線照射到目標(biāo)物體時(shí)，它被反射回傳感器，傳感器測(cè)量脈沖從目標(biāo)反彈所需的時(shí)間。通過(guò)使用光速來(lái)推斷到物體的距離，以準(zhǔn)確計(jì)算行進(jìn)的距離。結(jié)果是關(guān)于目標(biāo)物體及其表面特征的精確三維信息。

      應(yīng)用

      激光雷達(dá)在 2000 年代初首次用于車(chē)輛，主要是在 DARPA 大挑戰(zhàn)賽中——它只是在過(guò)去五年左右，自動(dòng)駕駛汽車(chē)才取得了進(jìn)展。谷歌和優(yōu)步只是開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的眾多名稱中的兩個(gè);他們的汽車(chē)在車(chē)頂上有一個(gè)笨重的盒子，可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)，提供360°的視野和精確，深入的信息，關(guān)于到物體的確切距離，精度為±2厘米。這個(gè)盒子是激光雷達(dá)系統(tǒng);它由激光、掃描儀和光學(xué)器件以及專門(mén)的 GPS 接收器組成，如果系統(tǒng)正在移動(dòng)，這一點(diǎn)尤其重要。

      在自動(dòng)駕駛汽車(chē)的情況下，激光雷達(dá)用于生成巨大的3D地圖 - 這是其預(yù)期的原始用途 - 然后汽車(chē)可以導(dǎo)航。它還用于檢測(cè)行人和騎自行車(chē)的人，交通標(biāo)志和附近的其他障礙物，尤其是谷歌。

      當(dāng)然，這種自動(dòng)駕駛技術(shù)并非沒(méi)有陷阱——例如，最近在亞利桑那州發(fā)生的死亡事件，該技術(shù)未能撿起過(guò)馬路的行人。然而，隨著激光雷達(dá)變得越來(lái)越復(fù)雜，它將越來(lái)越有能力檢測(cè)和跟蹤物體。改進(jìn)將意味著更高分辨率的圖像將成為可能，并且它將能夠在更長(zhǎng)的范圍內(nèi)運(yùn)行，以便該技術(shù)能夠區(qū)分步行或騎自行車(chē)的人，他們的速度和方向。

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