地面雷達探測技術精確定位，給予自動駕駛車輛感知能力

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

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

WaveSense，一家總部位于波士頓的初創(chuàng)公司，看到了這個機會。他們希望將麻省理工學院開發(fā)的技術用于軍事，同時給予自動駕駛車輛額外的感知能力。他們在車輛上裝備了俯瞰地面的雷達，一種新的方法來精確定位車輛位置，而不依賴于視覺或GPS。目前行業(yè)的主流技術路線是多傳感器融合，基于激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、短程超聲波和GPS的組合，再結合車載高精地圖，但仍然遭遇不少難題。

按照L4/L5級自動駕駛的定義要求，自動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)級別。

目前普遍的做法是在車輛行駛道路上提前進行高精地圖的測繪采集，包括路標、道路標識、出入閘口、非機動車道、人行道等。但這對于雪天和雨水覆蓋路面或者車道線標識不清晰的狀況下，幾乎等于無效狀況。

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，在那里你不會遇到與觀察地面的光學傳感器相同的問題。”WaveSense在汽車上使用一個額外的雷達傳感器，通常安裝在前輪的后面，向下指向。即使是低功率的信號也能穿透到10英尺厚的道路，觀察路面以下巖石、樹根、土壤密度變化。

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

這項技術來自麻省理工學院的林肯實驗室，并于2013首次部署軍隊，作為避免觸碰地雷的一項技術。但是從量產(chǎn)角度，額外增加傳感器是有代價的。Wavesense透露，他們的雷達價格很便宜，不需要太多的電源供應和算力來壓縮和處理數(shù)據(jù)，這是至關重要的。

Wavesense的雷達可能無法取代汽車上的其他傳感器；它的作用更可能是一個補充的位置驗證，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1英寸，不管道路狀況如何。

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

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

由于探地雷達探測的高精度、高效率以及無損的特點，目前主要被用于考古、礦產(chǎn)勘查、災害地質(zhì)調(diào)查、巖土工程勘察、工程質(zhì)量檢測、建筑結構檢測以及軍事目標探測等眾多領域。國際上影響較大的商用探底雷達系統(tǒng)有美國GSSI(地球物理測量系統(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，以及國內(nèi)LT—1、CBS—9000系列探地雷達系統(tǒng)。但這些雷達的價格都非常高昂，少則幾十萬，高則上百萬。Wavesense希望通過降低成本，研發(fā)適配自動駕駛需求的雷達。

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