一文读懂智能汽车传感器：摄像头和两类雷达

“自动驾驶”正在成为智能汽车的卖点，“激光雷达”正在成为技术话题的中心。

汽车究竟有几种雷达，摄像头又起到什么作用？

不少汽车爱好者都有这样的疑问，咱们就来简单讲一讲吧；先不讲汽车的自动驾驶，在人工驾驶的时候是不是需要眼观六路耳听八方呢？就是这样。开车的时候要用眼睛去看路况，也要观察后视镜，同时要用耳朵去听其他车辆的声音，同时需要用触感去感受方向盘的细微变化。

所以自动驾驶汽车也需要能看到、能听到，能感知到，各类传感器的作用就是围绕这三个基础功能展开。

如果一台车有前置、后置和侧置摄像头，那这台车就等于有了多个眼睛，具备的功能是让智能汽车“看到”；可是只能看到是不够的，因为摄像头采集到的是二维平面影像，看到的东西还需要进行分析。这就像人的眼睛一样，在看到影像之后需要通过逻辑分析把影像中的事物具象化，比如看到道路里有很多车，判断该物体是不是车则需要由大脑来负责。所以智能汽车的基础其实是芯片，是控制单元，其角色就是汽车的大脑，其起到的作用是让画面变得立体。

“只能看到”是无法驾驶的，在驾考中有一个门槛，那就是体验；体检的时候要测试听力，用三角铁在耳朵两侧进行测试，如果无法通过则不能考取驾驶证。

由此可见听觉对于驾驶的重要性。

因为人的眼睛是有很大盲区的，无法同时观察前方、侧方和后方的场景，所以就需要听觉系统去辅助感知；在听觉系统感觉到异样之后，再调用视觉系统通过后视镜去观察，也就是说最终还是需要用眼睛的。那么只要给侧方和后方也安装上摄像头，客观来说就能解决没有听觉感知系统的漏洞，全部使用摄像头也是可以实现自动驾驶的。

然而又有一个问题出现了，摄像头的进光量是有限的，可以把摄像头理解为眼睛；眼睛在注视强光线的时候看不到其他物体，因为强光源把足够多的光线注入到眼睛里，眼睛走光纤的“通道”被单一强光源塞满，那么就算再强光源的旁边有障碍物也会看不到。

这就像开车的时候遇到反向照射的门架补光灯的时候看不到前方道路的原因一样，摄像头一旦遇到这种强光源也会瞬时失去作用，所以单纯依靠摄像头还是很难做到稳定且可靠的自动驾驶，在这种场景中仍然需要听觉和触觉系统来辅助驾驶。

第一节讲了摄像头的作用和弊端，第二节所讲的雷达就是用于感知补偿。

在看不清或看不到的时候，雷达可以感知障碍物。

1.毫米波雷达

这种雷达采用的是电磁波，向前发射并遇到障碍物的时候会反射波，电磁波的传输速度是固定的， 那么按照反射时间综合速度则可以测出与障碍物的距离，以此来决定是否刹车。其原因就像是蝙蝠一样，与听觉系统的区别主要是主动发射波和被动接受波，实现的结果是相同的。

但是毫米波雷达也只能实现二维平面的扫描，能做到的是发现障碍物，但是做不到“看到障碍物”。

说白了就像是耳朵，假设后方有车辆鸣笛，司机只能发现后方有车但不知道后方是什么车；可是在听到鸣笛之后就能做出最基础的避障操作，是可以保证行车安全的，毫米波雷达的极限就是这样，其可以做到大致判断并保证行车安全，只是有些操作看起来有些过，仅此而已。

2.激光束雷达

激光雷达采用的是激光束，其功能与毫米波雷达不无二致，可是能做到三维立体的描绘出障碍物。

简而言之，激光雷达就像是“视障的眼睛”，能通过光束看到障碍物的样子但是不能像摄像头一样的看到细节，可是能看到轮廓也就足够了；因为汽车的大脑可以从障碍物的轮廓分析出障碍物是什么，从而做出同样精准的驾驶操作。可以理解为毫米波雷达能感知到前方有障碍物但不知道障碍物是什么，激光束雷达能识别出障碍物是人、车或动物，这是主要区别。

总结：毫米波雷达可以感知到障碍物并做出较大安全冗余的操作，操作有可能过火，也就是类似于误操作；激光束雷达可以更聪明的感知到障碍物的类型，可以让自动驾驶变的更灵光；摄像头可以清晰的看到并分析出最为精准的驾驶操作，可是很多场景是摄像头看不清楚甚至看不见的，所以摄像头只是辅助。

只有毫米波雷达加摄像头的智能汽车就像是新手司机开车，动作很大；有了激光束雷达的智能汽车就像是老司机开车，游刃有余。而只有摄像头的智能汽车理论上也是老司机开车，但是这个老司机说不好哪会就会“睡着”。

这就是摄像头与两类雷达的特点与关系，理论上还是三者配合才能达到最佳标准。

最后一个知识点是只有激光束雷达是不行的，因为激光束很容易受到天气因素的影响，毕竟光线可折射，而雨、雪、雾和沙尘都能折射光线；所以即便用多个激光雷达的智能汽车也得有毫米波雷达，其电磁波几乎不受气象因素影响，这种雷达才是真正的基础。

编辑：天和Auto-汽车科学岛，天和MCN发布，欢迎转赞评