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

      自 1880 年代中期以來，汽車已經(jīng)走過了漫長的道路，當(dāng)時卡爾·本茨 (Karl Benz) 制造了被認(rèn)為是第一輛真正的汽車。但是自動駕駛汽車是如何工作的——它如何知道什么時候停下來，或者確定是否有人要過馬路。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)）或光探測與測距（Light Detection And Ranging）起源于 1960 年代，即激光問世后不久，美國國家大氣研究中心首先將其用于氣象學(xué)測量云。從那時起，這項技術(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)，以繪制挖掘地點和大面積土地，識別從地面看不到的事物。美國國家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration）使用它來繪制海岸線和地球表面的地圖，美國宇航局在1971年利用這項技術(shù)，當(dāng)時阿波羅15號宇航員使用激光高度計繪制了月球表面。

      它們是如何工作的？

      該技術(shù)使用紫外線（UV），可見光或近紅外（IR）光對物體進(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，而不是依靠陽光。它向表面發(fā)射快速的激光脈沖 - 每秒高達(dá)150，000個脈沖 - 通常是紅外來繪制陸地地圖，或者穿透水的綠光來測量海底或河床。

      當(dāng)光線照射到目標(biāo)物體時，它被反射回傳感器，傳感器測量脈沖從目標(biāo)反彈所需的時間。通過使用光速來推斷到物體的距離，以準(zhǔn)確計算行進(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 年代初首次用于車輛，主要是在 DARPA 大挑戰(zhàn)賽中——它只是在過去五年左右，自動駕駛汽車才取得了進(jìn)展。谷歌和優(yōu)步只是開發(fā)自動駕駛汽車的眾多名稱中的兩個;他們的汽車在車頂上有一個笨重的盒子，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)器件以及專門的 GPS 接收器組成，如果系統(tǒng)正在移動，這一點尤其重要。

      在自動駕駛汽車的情況下，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 - 然后汽車可以導(dǎo)航。它還用于檢測行人和騎自行車的人，交通標(biāo)志和附近的其他障礙物，尤其是谷歌。

      當(dāng)然，這種自動駕駛技術(shù)并非沒有陷阱——例如，最近在亞利桑那州發(fā)生的死亡事件，該技術(shù)未能撿起過馬路的行人。然而，隨著激光雷達(dá)變得越來越復(fù)雜，它將越來越有能力檢測和跟蹤物體。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的范圍內(nèi)運行，以便該技術(shù)能夠區(qū)分步行或騎自行車的人，他們的速度和方向。

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