隨著自動(dòng)駕駛汽車市場(chǎng)的成熟，傳感器和感知工程師評(píng)估系統(tǒng)效率、可靠性和性能等工作變得越來(lái)越復(fù)雜。許多行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，用于激光雷達(dá)（LiDAR）數(shù)據(jù)收集的常規(guī)指標(biāo)，例如幀率（frame rate）、全幀分辨率（full frame resolution）和探測(cè)距離（detection range）已不再能充分衡量激光雷達(dá)解決自動(dòng)駕駛實(shí)際用例的有效性。

第一代激光雷達(dá)被動(dòng)地搜索場(chǎng)景并使用背景圖案來(lái)探測(cè)物體，而背景圖案在時(shí)間（無(wú)法通過(guò)快速重新訪問(wèn)進(jìn)行增強(qiáng)）和空間（無(wú)法在諸如路面或行人之類的高度感興趣區(qū)域額外增加分辨率）兩個(gè)維度都是固定的。新型先進(jìn)固態(tài)激光雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)智能信息捕獲，從而將其功能從“被動(dòng)搜索”或目標(biāo)探測(cè)擴(kuò)展到“主動(dòng)搜索”，在許多情況下，還可以實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)的分類屬性。

由于早期的激光雷達(dá)使用固定光柵掃描，因此行業(yè)采用的是非常簡(jiǎn)單的性能指標(biāo)，無(wú)法表達(dá)出自動(dòng)駕駛對(duì)所需傳感器的細(xì)微要求差別。因此，以AEye在內(nèi)的許多激光雷達(dá)行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商正提議采用三項(xiàng)新指標(biāo)來(lái)擴(kuò)展對(duì)激光雷達(dá)性能的評(píng)估。具體而言：對(duì)“幀率（Rate）”指標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)展，以包括“目標(biāo)重訪速度”；對(duì)“分辨率（Resolution）”指標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)展，以獲得“瞬時(shí)分辨率”；對(duì)“探測(cè)距離（Range）”指標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)展，以反映更重要的“目標(biāo)分類距離”。

我們建議將這些新指標(biāo)與攝像頭、雷達(dá)和被動(dòng)激光雷達(dá)性能的現(xiàn)有指標(biāo)結(jié)合使用。這些擴(kuò)展的指標(biāo)可衡量傳感器智能增強(qiáng)感知能力，并對(duì)傳感器系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中改善自動(dòng)駕駛汽車安全性和性能進(jìn)行更全面的評(píng)估。

自動(dòng)駕駛行業(yè)利用了經(jīng)先進(jìn)機(jī)器視覺研究驗(yàn)證后的架構(gòu)，并將其應(yīng)用于特定激光雷達(dá)產(chǎn)品。事實(shí)證明，相比于目標(biāo)識(shí)別，“搜索、采集（或分類）和采取行動(dòng)”的架構(gòu)具有通用性和指導(dǎo)性。

搜索是探測(cè)到所有目標(biāo)而不會(huì)丟失任何目標(biāo)的能力。

采集被定義為能夠進(jìn)行搜索探測(cè)并增強(qiáng)對(duì)目標(biāo)屬性的理解，以加速分類并確定意圖的能力（可通過(guò)對(duì)目標(biāo)類型進(jìn)行分類或計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)）。

采取行動(dòng)指由車輛感知系統(tǒng)或域控制器經(jīng)過(guò)訓(xùn)練或建議對(duì)傳感器定義的響應(yīng)。響應(yīng)大致可分為四類：（1）繼續(xù)對(duì)新目標(biāo)進(jìn)行掃描，不需要增強(qiáng)信息；（2）對(duì)目標(biāo)繼續(xù)掃描并進(jìn)一步詢問(wèn)，收集有關(guān)目標(biāo)屬性的更多信息以進(jìn)行分類；（3）對(duì)目標(biāo)繼續(xù)掃描并跟蹤分類為非威脅性目標(biāo)；（4）對(duì)目標(biāo)繼續(xù)掃描并命令控制系統(tǒng)采取規(guī)避措施。

此架構(gòu)的最終目標(biāo)就是車輛完全安全運(yùn)行所要求的性能指標(biāo)和系統(tǒng)有效性。但是，由于目前大多數(shù)激光雷達(dá)系統(tǒng)都是被動(dòng)的，只能進(jìn)行基本搜索。因此，用于評(píng)估這些系統(tǒng)性能的常規(guī)指標(biāo)與基本的目標(biāo)探測(cè)功能有關(guān)：幀率（Rate）、分辨率（Resolution）和探測(cè)距離（Range）。如果以安全性為最終目標(biāo)，則“搜索”需要更加智能，“采集（或分類）”操作必須更快速準(zhǔn)確地進(jìn)行，以便傳感器或車輛確定如何立即“采取行動(dòng)”。

汽車激光雷達(dá)系統(tǒng)的制造商經(jīng)常被問(wèn)及產(chǎn)品幀率，以及技術(shù)是否有能力在一定距離內(nèi)（通常為230米）探測(cè)到反射率為10%的物體。我們認(rèn)為這些是必須的基本指標(biāo)，但無(wú)法證明其捕捉關(guān)鍵細(xì)節(jié)（例如目標(biāo)尺寸，被探測(cè)和識(shí)別所需的速度，或收集信息的成本），因而無(wú)法滿足要求。我們認(rèn)為，在評(píng)估汽車激光雷達(dá)系統(tǒng)時(shí)，采用更全面的方法將對(duì)該行業(yè)產(chǎn)生積極影響。我們必須從整體審視與感知系統(tǒng)相關(guān)的指標(biāo)，而不是將其作為單一的傳感器，然后問(wèn)自己：“哪些信息將使感知系統(tǒng)做出更好、更快的決策？”

傳統(tǒng)指標(biāo)一：10Hz~20Hz的幀率

擴(kuò)展：目標(biāo)重訪速度（Object Revisit Rate），對(duì)某一點(diǎn)或多點(diǎn)兩次拍攝的時(shí)間差

僅定義單點(diǎn)探測(cè)距離是不夠的，因?yàn)閱蝹€(gè)詢問(wèn)點(diǎn)（單次拍攝）很難提供足夠的置信度——僅具有參考價(jià)值。因此，被動(dòng)激光雷達(dá)系統(tǒng)需要對(duì)同一位置進(jìn)行多次詢問(wèn)/探測(cè)，或者在同一目標(biāo)上進(jìn)行多次詢問(wèn)/探測(cè)以驗(yàn)證目標(biāo)或場(chǎng)景。在探測(cè)系統(tǒng)中，探測(cè)目標(biāo)所需的時(shí)間取決于許多變量，例如距離、詢問(wèn)模式、分辨率、反射率、物體的形狀和掃描速率。

傳統(tǒng)度量標(biāo)準(zhǔn)缺少的一個(gè)關(guān)鍵因素是對(duì)時(shí)間更精細(xì)的定義。因此，我們建議將目標(biāo)重新訪問(wèn)速度作為汽車激光雷達(dá)的一項(xiàng)新指標(biāo)，諸如AEye推出的高靈敏度激光雷達(dá)iDAR能夠重新訪問(wèn)同一幀內(nèi)的目標(biāo)。對(duì)目標(biāo)的第一次測(cè)量與第二次測(cè)量之間的時(shí)間差非常關(guān)鍵，因?yàn)檩^短的目標(biāo)重訪時(shí)間可以縮短關(guān)聯(lián)場(chǎng)景中多個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)先進(jìn)算法的處理時(shí)間。當(dāng)樣本的時(shí)間差過(guò)長(zhǎng)時(shí)，關(guān)聯(lián)/相關(guān)多個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的最佳算法可能會(huì)出現(xiàn)混亂。冗長(zhǎng)的合并處理時(shí)間或延遲是該行業(yè)面臨的主要問(wèn)題。