大雨影响自动驾驶汽车LiDAR传感器的物体检测

未来的全自动驾驶汽车将依靠传感器来运行，其中一种传感器是激光雷达。华威大学WMG的研究人员发现，LiDAR传感器在大雨中探测远处物体的效率会降低。

原始设备制造商(OEM)和技术公司承诺，高级自动驾驶汽车(AV)将改善道路安全，并为我们所有人带来经济和社会效益。

所有高级自动驾驶汽车都严重依赖传感器，WMG智能汽车组的研究人员在IEEE传感器杂志上发表的论文“具有噪声模型的真实激光雷达在虚拟环境中实时测试自动驾驶汽车”，华威大学专门模拟和评估了LiDAR传感器在雨中的性能。

使用WMG3xD模拟器，研究人员在不同强度的雨中测试了自动驾驶汽车的LiDAR传感器，在考文垂及其周边模拟真实道路上行驶。模拟器是测试自动驾驶汽车的关键部分，因为它们必须在数百万英里的道路上行驶，因此这意味着它们可以在与真实道路相同的安全环境中进行测试。

LiDAR传感器的工作原理是发射大量具有圆形/椭圆形横截面的近红外窄光束，这些光束可以在物体的轨迹上反射并返回到LiDAR传感器的检测器。

LiDAR传感器的问题之一是其在雨中的性能下降。如果LiDAR光束与距离发射器很近的雨滴相交，雨滴可以将足够多的光束反射回接收器，从而将雨滴检测为物体。液滴还可以吸收一些发出的光，从而降低传感器的性能范围。

研究人员使用不同的概率降雨模型(无，不同强度)使WMG3XD模拟器“下雨”，并测量LiDAR传感器对雨的响应，记录假阳性和假阴性检测。

他们发现，随着降雨强度的增加，传感器检测物体变得更加困难。在距离车辆很近的范围内(最远50m)，错误地检测到了几滴雨滴。然而，在中等范围(50m-100m)中，这种情况有所减少，但随着降雨量增加到每小时50毫米，传感器对物体的检测会随着距离的增加而减少。

“最终我们已经确认，雨越重，距离越远，LiDAR传感器对物体的检测就会受到阻碍，这意味着未来的研究将不得不研究如何确保LiDAR传感器在嘈杂的环境中仍然能够充分检测到物体。

“开发的实时传感器和噪声模型将有助于进一步研究这些方面，也可能为自动驾驶汽车制造商的设计选择提供信息，因为需要不止一种类型的传感器来确保车辆能够在大雨中检测到物体。”

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