傳感器選擇標(biāo)準(zhǔn)

工程化的產(chǎn)品平衡可靠性與成本等一系列因素是非常重要的。我們將從如下10個維度，了解相機、激光雷達和（毫米波）雷達的差異。

1，Range 范圍：激光雷達和雷達系統(tǒng)可以探測距離從幾米到200米以上的物體。許多激光雷達系統(tǒng)很難在非常近的距離內(nèi)探測到物體，而雷達可以在不到一米的距離內(nèi)探測到物體，這取決于雷達類型（長距離、中距離或短距離）。單攝像頭無法可靠地測量到物體的距離——這只能通過對世界的性質(zhì)（如平面路面）做出一些假設(shè)來實現(xiàn)。另一方面，立體攝像頭可以測量距離，但只能測量到約80米的距離，大于這個距離，精度會顯著下降。

2，Spatial resolution 空間分辨率：由于發(fā)射的紅外激光波長較短，激光雷達掃描的空間分辨率約為0.1°。這允許進行高分辨率3D掃描，從而對場景中的對象進行表征。另一方面，雷達不能很好地分辨小特征，尤其是隨著距離的增加。相機系統(tǒng)的空間分辨率由光學(xué)元件、圖像上的像素大小及其信噪比決定。當(dāng)小物體發(fā)出的光線擴散到圖像傳感器上的幾個像素（模糊）時，小物體的細節(jié)就會丟失。此外，當(dāng)幾乎不存在環(huán)境光來照亮對象時，隨著圖像傳感器的噪聲級增加，對象細節(jié)被疊加，空間分辨率會降低。

3，Robustness in darkness 黑暗中的魯棒性：雷達和激光雷達在黑暗中都具有極好的魯棒性，因為它們都是主動傳感器。雖然激光雷達系統(tǒng)的白天性能非常好，但它們在夜間的性能甚至更好，因為沒有可能干擾紅外激光反射探測的環(huán)境陽光。另一方面，攝像頭在夜間的探測能力非常低，因為它們是依賴環(huán)境光的被動傳感器。盡管圖像傳感器的夜間性能有所提高，但在三種傳感器類型中，它們的性能最低。

4，Robustness in rain， snow， fog 在雨、雪、霧中的魯棒性：雷達傳感器的最大優(yōu)點之一是在惡劣天氣條件下的性能。它們不會受到雪、大雨或空氣中任何其他障礙物（如霧或沙粒）的顯著影響。作為一種光學(xué)系統(tǒng)，激光雷達和相機容易受到惡劣天氣的影響，其性能通常會隨著逆境程度的增加而顯著下降。

5，Classification of objects 物體分類：攝像機擅長對車輛、行人、速度標(biāo)志等物體進行分類。這是攝像系統(tǒng)的主要優(yōu)勢之一，人工智能的最新進展更強調(diào)了這一點。使用高密度3D點云的激光雷達掃描也可以實現(xiàn)一定程度的分類，盡管其對象多樣性不如攝像頭。雷達系統(tǒng)不允許進行很多物體分類。

6，Perceiving 2D structures 感知二維結(jié)構(gòu)：攝像機系統(tǒng)是唯一能夠解釋二維信息的傳感器，例如速度標(biāo)志、車道標(biāo)記或交通燈，因為它們能夠測量顏色和光強度。這是攝像頭相對于其他傳感器類型的主要優(yōu)勢。

7，Measure speed 測量速度：雷達可以利用多普勒頻移直接測量物體的速度。這是雷達傳感器的主要優(yōu)勢之一。激光雷達只能通過連續(xù)的距離測量來近似速度，這使得它在這方面的精度較低。盡管相機無法測量距離，但可以通過觀察圖像平面上物體的位移來測量碰撞時間。

8，System cost 系統(tǒng)成本：近年來，雷達系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)，目前的系統(tǒng)高度緊湊且價格合理。單目相機也是如此，在大多數(shù)情況下價格遠低于100美元。由于硬件成本的增加和市場上數(shù)量的顯著減少，立體相機的價格更高。激光雷達在過去幾年中越來越受歡迎，尤其是在汽車行業(yè)。由于技術(shù)進步，其成本已從75000多美元降至5000美元以下。許多專家預(yù)測，未來幾年，激光雷達模塊的成本可能會降至500美元以下。

9，Package size 包裝尺寸：雷達和單攝像頭都可以很好地集成到車輛中。立體攝像頭在某些情況下體積龐大，這使得它們更難集成在擋風(fēng)玻璃后面，因為它們有時可能會限制駕駛員的視野。激光雷達系統(tǒng)有各種尺寸。360°掃描激光雷達通常安裝在屋頂頂部，因此非常清晰可見。行業(yè)向更小的固態(tài)激光雷達系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變將在不久的將來大幅縮小激光雷達傳感器的系統(tǒng)尺寸。

10，Computational requirements 計算要求：激光雷達和雷達幾乎不需要后端處理。雖然攝像頭是一種成本高效且易于使用的傳感器，但它們需要大量處理才能從圖像中提取有用信息，這增加了系統(tǒng)的總體成本。

總結(jié)：

思考：

1，三種傳感器在Spatial resolution 空間分辨率的強弱排序？

Lidar》Camera》Radar

2， 三種傳感器在robustness in daylight 白天的魯棒性的強弱排序？

Radar》Camera=Lidar

3， 三種傳感器在computational requirements 計算量上的強弱排序？

Camera》Radar》Lidar

審核編輯 ：李倩