汽车智能驾驶多光谱激光雷达波段的详细资料说明

　　在汽车智能驾驶系统中，激光雷达由于其独特的三维成像能力，成为场景探测感知传感器群组中不可或缺的组成部分。为提升单一波长激光雷达在物性探测分类和状态上的性能，借鉴多光谱探测具有物性探测能力的原理，论文对适用于汽车智能驾驶的多光谱激光雷达的波段选择进行了可行性研究，利用主成分分析法对智能驾驶中典型目标进行光谱计算及分析。结合激光光源特性以及光电探测器的特性，综合多光谱激光雷达波段选择方法和智能驾驶应用场景中典型目标地物光谱特性，以及商用激光雷达的可获得性，得出了适用汽车智能驾驶的多光谱激光雷达的波长可以选择 808 nm、905 nm、1 064 nm、1 310 nm，并通过测试验证了多光谱激光雷达所选波长的有效性。为了更好地利用激光雷达技术的环境观测能力，国内外学者针对融合单波长激光回波信号的强度信息和三维信息对数据进行分类开展了大量研究和探索，当前智能驾驶中使用的激光雷达在技术上的研究主要集中于单一波长方式工作。为提升激光回波信号的强度信息和三维信息对数据进行分类的支持，不断地提高激光雷达点云密度，但这些研究并不能从根本上解决车载激光雷达单一波长所造成的物性探测能力上的不足，点云密度的增加虽可提高基于点云几何特征的物体识别能力，但也存在递减效应，且带来诸多额外的系统要求：

　　1）用于场景识别的算法日益复杂化，导致计算硬件需求剧烈增加； 2）激光雷达的功耗、复杂性、体积和成本大大增加，阻碍其大规模商用； 3）仅依靠三维特征，不足以有效识别复杂场景。因此，虽然激光雷达在三维空间信息获取方面具有突出优点，但由于激光雷达单一波长探测能力的限制，对环境信息中的物性分类、状态等方面的探测能力仍旧有待提高。光谱成像技术不仅具有图像分辨能力，还具有光谱分辨能力，利用光谱成像技术不仅可以对待检测目标进行定性和定量分析，而且还能对其进行定位分析。针对目前智能驾驶环境观测中激光雷达的应用及其技术特点。为了更好的挖掘出激光雷达对环境感知应用的潜力，使激光雷达技术在保留空间高分辨探测能力的同时，兼具对环境中物体物性感知的能力，因此，借鉴多、高光谱测量具有物性探测能力的原理，开展多光谱激光雷达对环境物体进行探测的技术研究将具有重要的研究价值和应用前景。