自动驾驶汽车即将彻底改变我们周围实体商业的发展方式。目前，自动送货机器人已经在人口稠密的城市地区运行，在人行道上导航，并将包裹送到目的地。
未来十年内，无人驾驶的大型半挂卡车可能会出现在道路上。然而，随着这些车辆尺寸、重量和价值的增加，控制它们的准确性、安全性和制导系统将变得越来越关键和复杂。
目前有几种方法用于自主车辆引导系统；激光雷达和摄像头是这一领域最常用的技术。在本文中，我们将比较自动驾驶应用中的激光雷达和摄像头技术，并展示它们的突破性用途。
什么是激光雷达（和雷达）？
激光雷达代表光探测和测距，在功能上与雷达技术类似。雷达依靠无线电波的发射、反射和接收，利用 30 厘米到 3 毫米的电磁频率。
这些发射被介质反射，并在发射点附近被接收。光传播的时间表明反射物体的距离有多远。
从根本上说，雷达和激光雷达之间的唯一区别是系统中使用的电磁波的发射频率。然而，这种频率上的差异影响了两个波长范围的能力。例如，雷达只能探测大于保龄球 (24cm) 的物体，但它可以探测 10,000m 开外的物体。
另一方面，激光雷达可以探测比保龄球小 1 万倍的物体，但只能探测 200 米开外的物体。
自动驾驶车辆中的激光雷达系统负责探测大大小小的物体，通常 200 米开外的物体并不那么重要。这使得激光雷达成为自动驾驶应用的自然电磁频率选择。
摄像头是一个关键元素
自动驾驶汽车中使用的摄像头是专门的图像传感器，可检测物体反射的可见光谱。鉴于太阳发出大量的紫外线和可见光，图像传感器可以检测许多频率的可见光。这类似于人眼看到的光线（即，光线由太阳发出，以各种频率反射物体——我们称之为颜色——然后由图像传感器接收）。
可见光光谱范围为 380-740nm，非常适合感应比切成 23 块的一缕头发更大的物品。大多数摄像头和图像传感器在没有特殊镜头的情况下无法看到那么小的物体，但它们需要看到比人小的物体并不常见。
对于自动驾驶应用中的摄像头，图像传感器分辨率低至 120 万像素，即可实现精确的图像识别。但是，作为参考，人眼被认为是相当于一个 576 百万像素的摄像头。
激光雷达与摄像头
无人驾驶汽车中的激光雷达与摄像头主题受到了广泛的争议。这些论点的讽刺之处在于，这些技术依赖于传感器完成电磁发射、反射和接收的相同原理。
然而，激光雷达和摄像头技术之间的根本区别在于，激光雷达会发出它看到的光，而摄像头不会。这使得激光雷达能够非常精确地计算出同时探测到的许多物体的距离。
因此，争论可能会从“哪种技术更好？”转变为“哪种技术更先进？”现代 CMOS 图像传感器是由美国宇航局的 JPL 在 1993 年发明的，并迅速成为现代摄像头的首选技术。工程师 David Hall 在 2005 年创造了激光雷达。
鉴于现代摄像头已经过大量开发和测试，它们的技术是否更胜一筹？简而言之，没有人知道答案。这两种技术方法已经被各种公司大量使用，其中不乏车库 AV 初创公司以及全球最大的汽车制造商。尽管如此，目前还没有一家公司能够实现完全自动驾驶的能力。
激光雷达与摄像头的未来之辩
激光雷达和摄像头技术都非常强大，并且具有独特的优势。激光雷达可以在亚毫米的精度上绘制整个城市的地图，而图像传感器和摄像头技术更先进，生产更广泛。依靠摄像头的特斯拉声称，到 2023 年，其车辆将能够完全自动驾驶。
当被问及他更喜欢哪种技术时，埃隆马斯克说，“人类用眼睛和生物神经网络驾驶，所以摄像头和硅神经网络是实现无人驾驶通用解决方案的唯一途径，这是有道理的。”也许这位特斯拉创始人是正确的，或者也许激光雷达的未来会被更快地采用。抢先完全支持自动驾驶，然后大规模得到广泛发展的技术将在自动驾驶的竞赛中拔得头筹。