地面雷達(dá)探測(cè)技術(shù)精確定位，給予自動(dòng)駕駛車輛感知能力

行業(yè)內(nèi)有個(gè)“潛規(guī)則”，為什么Waymo、Uber以及眾多自動(dòng)駕駛初創(chuàng)公司、汽車制造商“擁擠”在菲尼克斯西南部城市測(cè)試他們的自動(dòng)駕駛車輛。

一方面是美國(guó)亞利桑那州的規(guī)章制度對(duì)他們很友好，但是全年的好天氣也是主要的因素之一。盡管自動(dòng)駕駛技術(shù)在逐步成熟，但當(dāng)遭遇雨霧天能見(jiàn)度低，或者大雪覆蓋車道標(biāo)記的狀況時(shí)，結(jié)果就不是太理想。

WaveSense，一家總部位于波士頓的初創(chuàng)公司，看到了這個(gè)機(jī)會(huì)。他們希望將麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā)的技術(shù)用于軍事，同時(shí)給予自動(dòng)駕駛車輛額外的感知能力。他們?cè)谲囕v上裝備了俯瞰地面的雷達(dá)，一種新的方法來(lái)精確定位車輛位置，而不依賴于視覺(jué)或GPS。目前行業(yè)的主流技術(shù)路線是多傳感器融合，基于激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、短程超聲波和GPS的組合，再結(jié)合車載高精地圖，但仍然遭遇不少難題。

按照L4/L5級(jí)自動(dòng)駕駛的定義要求，自動(dòng)駕駛車輛需要知道它在哪里，定位精度需要在10厘米以內(nèi)級(jí)別。

目前普遍的做法是在車輛行駛道路上提前進(jìn)行高精地圖的測(cè)繪采集，包括路標(biāo)、道路標(biāo)識(shí)、出入閘口、非機(jī)動(dòng)車道、人行道等。但這對(duì)于雪天和雨水覆蓋路面或者車道線標(biāo)識(shí)不清晰的狀況下，幾乎等于無(wú)效狀況。

WaveSense首席執(zhí)行官Tarik Bolat表示：“我們的解決方案是觀察地面以下，在那里你不會(huì)遇到與觀察地面的光學(xué)傳感器相同的問(wèn)題?！?span style="text-indent: 2em; font-size: 12px;">WaveSense在汽車上使用一個(gè)額外的雷達(dá)傳感器，通常安裝在前輪的后面，向下指向。即使是低功率的信號(hào)也能穿透到10英尺厚的道路，觀察路面以下巖石、樹(shù)根、土壤密度變化。

這些特征可以結(jié)合作為地理指紋數(shù)據(jù)，就像激光雷達(dá)地圖一樣，給汽車一個(gè)參考，幫助找出它在哪里。Wavesense可以精確地確定一個(gè)位置，即使是在高速公路上，而且它與天氣無(wú)關(guān)。

這項(xiàng)技術(shù)來(lái)自麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室，并于2013首次部署軍隊(duì)，作為避免觸碰地雷的一項(xiàng)技術(shù)。但是從量產(chǎn)角度，額外增加傳感器是有代價(jià)的。Wavesense透露，他們的雷達(dá)價(jià)格很便宜，不需要太多的電源供應(yīng)和算力來(lái)壓縮和處理數(shù)據(jù)，這是至關(guān)重要的。

Wavesense的雷達(dá)可能無(wú)法取代汽車上的其他傳感器；它的作用更可能是一個(gè)補(bǔ)充的位置驗(yàn)證，提高冗余性和安全性。該公司表示，該系統(tǒng)已經(jīng)被證明在高速公路速度下工作的精確度高達(dá)1英寸，不管道路狀況如何。

目前，地質(zhì)學(xué)家和考古學(xué)家主要使用探地雷達(dá)發(fā)現(xiàn)地下礦床或古建筑遺跡。探地雷達(dá)(Ground Penetrating Radar．GPR)是利用天線發(fā)射和接收高頻電磁波來(lái)探測(cè)介質(zhì)內(nèi)部物質(zhì)特性和分布規(guī)律的一種地球物理方法。

探地雷達(dá)早期有多種叫法．如地面探測(cè)雷達(dá)(Ground—probing Radar)、地下雷達(dá)(Sub—surface Radar)、地質(zhì)雷達(dá)(Geo Radar)、脈沖雷達(dá)(Impulse Radar)、表面穿透雷達(dá)(Surface Penetrating Radar)等，都是指面向地質(zhì)勘探目標(biāo)、利用高頻脈沖電磁探測(cè)地質(zhì)目標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一種電磁波方法。

由于探地雷達(dá)探測(cè)的高精度、高效率以及無(wú)損的特點(diǎn)，目前主要被用于考古、礦產(chǎn)勘查、災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查、巖土工程勘察、工程質(zhì)量檢測(cè)、建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)以及軍事目標(biāo)探測(cè)等眾多領(lǐng)域。國(guó)際上影響較大的商用探底雷達(dá)系統(tǒng)有美國(guó)GSSI(地球物理測(cè)量系統(tǒng)公司)的SIR系列、加拿大SSI(Sensor and Software公司)的pulseEKKO系列和瑞典Mala公司的RAMAC系列。

其他公司的產(chǎn)品如GDE、Penetradar、Rockradar、ERA Technology、NTT、JRC、EMRAD，以及國(guó)內(nèi)LT—1、CBS—9000系列探地雷達(dá)系統(tǒng)。但這些雷達(dá)的價(jià)格都非常高昂，少則幾十萬(wàn)，高則上百萬(wàn)。Wavesense希望通過(guò)降低成本，研發(fā)適配自動(dòng)駕駛需求的雷達(dá)。

在近期Wavesense的招聘信息上可以看到，招聘的雷達(dá)工程師，將專注于開(kāi)發(fā)UWB地面雷達(dá)系統(tǒng)，用于自動(dòng)駕駛車輛的車道保持。