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智能駕駛或無人駕駛車輛必然是車輛智能化的發展趨勢，目前全國各地多個城市都有相關智能車輛測試甚至落地運營的新聞。目前智能(無人)駕駛車輛多采用了一個或者多個激光雷達作為主要的障礙物檢測為智能駕駛提供環境的感知結果。 然而由于激光雷達的固有特性導致激光雷達在雨霧、灰塵環境中不要用，會將雨霧、灰塵識別成障礙物。有過無人駕駛開發經驗的工程師可能會體會比較深。這個問題的根本原因是幾個雷達的光束打到雨霧、灰塵上會出現反射現象，激光雷達接收到反射的激光，則判斷雨霧、灰塵為障礙物，造成誤識別。雨霧、灰塵造成的誤識別已經成為激光雷達應用中的難點。 針對此種情況，多次回波技術可以對激光雷達的數據進行修正，在雨霧等惡劣天氣下也能保持較穩定的探測性能。 
多次回波指的是激光雷達發射的光束打到一些物體上會發生反射和透射，透射的光再遇到物體還會發生反射，這樣激光雷達發射一束光就不只接收到一次反射光，而是接收到多次反射光，采用相應的算法對多次發射光進行處理，就是多次回波技術。 多次回波技術，在很多激光雷達中都有應用。最常見的處理方法就是采用最后一次回波，如果在雨霧、灰塵環境中，激光可以穿透雨霧、灰塵，并最終打到障礙物上，并反射，采用最后一次回波就可以把雨霧、灰塵濾除掉。當然多次回波的作用是有限的如果雨霧、灰塵很大，激光完全穿透不了，依然會造成誤識別。例如： 假設雨霧和被測車輛之間的距離為L，雨霧回波信號Echo1的脈寬為Δt，只有當雨霧與被測車輛之前的間距S＞V光速×Δt/2時，雨霧和車輛的回波信號Echo1和Echo2才能被區分開，雷達能測到兩個目標，通過算法處理，得到被測車輛的準確距離。另外距離越近，雨霧的回波信號Echo1越強，因此一般雨霧只會形成一次可以探測到的回波信號，并非雨霧環境下全程都有回波信號。如下圖：搭建簡易測試場景對多次回波技術的效果進行驗證，實驗中使用三角架支撐TF03激光雷達，在降雨量較大時對應開啟/關閉多次回波測量結果
無多次回波測試效果：根據測試結果，開啟多次回波后，測量誤差顯著減小，LiDAR可穿透一定程度水霧。同理，根據多次回波技術獲取到的數據，結合特定的濾波算法，激光雷達同樣可實現一定程度的雨雪霧霾塵穿透。
現實生活中，絕大多數常規場景下，主要產生的為二次回波，三、四回波的情況相對較少，五次及以上的回波出現的概率近乎為零。在一些特殊場景中，如森林地區、莊稼地、草原等，多次回波出現的頻率會大大增加。綜合來看，激光雷達中使用的多為二次回波技術來實現雨霧穿透。
截至目前，結合雨霧算法（多次回波探測技術）的工采網提供的激光雷達 長距離傳感器 - TF03-180是一款工業級高速測量的激光雷達，且量程可達最高180m。針對室外強光和雨雪霧環境①的補償算法，使其在強光和雨雪霧環境下依然可以正常工作。已成功在交通行業落地，可檢測國內某交通流量項目、高速車速檢測等項目。 |
