1.1 研究背景与意义

早期激光雷达主要用于军事和民用地理测绘(GIS)等领域，比如地质测绘、监测树木生长、测量建筑项目进度等。随着自动驾驶的兴起，对于环境感知要求日趋严格，在自动驾驶架构中，传感层被比作为汽车的“眼睛”，包括车载摄像头等视觉系传感器和车载毫米波雷达、车载激光雷达和车载超声波雷达等雷达系传感器，其中激光雷达已经被广泛认为是实现自动驾驶的必要传感器。相比于其它类型的自动驾驶传感器，如摄像头，激光雷达探测的距离更远，精度更高。相对于摄像头而言，激光雷达由于为主动发射光束，故比较不容易受周围环境如弱光、雨雪烟尘的影响，而且摄像头在进行图像识别处理时需要消耗大量的处理器能力，而激光雷达产生的三维地图信息更容易被计算机解析。相比毫米波雷达，激光雷达的分辨率更高，并且毫米波雷达也不适用于行人检测和目标识别等工作。在自动驾驶领域，激光雷达与其它传感器互为补充，可以有效提高车辆对于周围环境感知的准确度。 本文以目前智能车生产厂家所采用的传感层技术为切入点，通过了解、掌握这些技术的特点、基本原理、适用场景、优缺点，来进一步深入研究其中对于自动驾驶最为关键的传感器——激光雷达，了解其分类、基本工作原理、主要性能指标，对用于智能车的车载激光雷达的主要厂家、产品进行调研，获得主流产品的主要性能指标参数、测试数据等。对车载激光雷达进行仿真，不仅能节省大量的燃料和经费，而且不受天气和场地的限制，因此具有巨大的经济效益。在仿真软件中，可以灵活地设置各种参数、模拟条件，同时也不存在安全隐患，因此具有巨大的社会效益。由于目前国内外对于车载激光雷达仿真系统的研究较少，本文抛砖引玉，尝试归纳、分析上述内容，最终得出车载激光雷达仿真系统的主要技术要求。

无人驾驶

无人驾驶专指 L4、L5 阶段，即驾驶员不介入的情况下汽车可以完成全自动驾驶的控制动作，指向自动驾驶汽车技术发展的最终形态。 自动驾驶覆盖 L1 到 L5 整个阶段，在 L1、L2 阶段，汽车的自动驾驶系统只作为驾驶员的辅助，但能够持续地承担汽车横向或纵向某一方面的自主控制完成感知、认知、决策、控制、执行这一完整过程，其他如预警提示、短暂干预的驾驶技术(ADAS, Advanced Driver Assistance Systems)不能完成这一完整的流程，不在自动驾驶技术范围之内。即汽车至少在某些具有关键安全性的控制功能方面(如转向、油门或制动)无需驾驶员直接操作即可自动完成控制动作。自动驾驶汽车一般使用机载传感器、GPS 和其他通信技术设备获得信息，针对安全状况进行决策规划，在某种程度上恰当地实施控制。自动驾驶包括无人驾驶。 智能驾驶指搭载先进的智能系统和多种传感器设备(包括摄像头、雷达、导航设备等)，具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能，可实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作。智能驾驶包括自动驾驶以及无人驾驶。