比如蒸汽時代，我們用蒸汽機車代替了手搖紡織機，機器代替我們工作；電器時代，電動機器代替我們工作；信息時代，計算機控制的電動機器代替我們工作。

我們發現，在這前三個時代中，人還是要參與的。但是到了智能時代，我們人類想徹底釋放自己。現在的80后、90后、數字時代地原住民們說，我為什么要工作，我不想工作，我只想玩，我想徹底地解放自己。

所以自動駕駛和機器人等技術為了解放勞動力和發展勞動力應運而生。在可以預見的未來里，人類可以不再疲勞駕駛，也可以不從事枯燥無聊的重復性勞動了。

但是無論是機器人還是自動駕駛，處在高速的馬路上還是別的環境中，都需要敏銳的”眼睛“。今天我們就來聊一聊機器是如何避障的。

一、蝙蝠是如何避障的

蝙蝠通常是夜間活動，它飛行時發出一種超聲波，這些聲波碰到昆蟲會反射回來，根據回聲到來的方位和時間，蝙蝠可以確定目標的位置和距離。

蝙蝠的超聲定位

圖片來源：https://image.baidu.com

超聲波其實就是聲波的一種，因為頻率高于20kHz，所以人耳聽不見，并且指向性更強。

紅：次聲波、藍：可聽聲波、綠：超聲波

圖片來源：https://zh.wikipedia.org/wiki

其實蝙蝠超聲定位的原理很簡單，可以簡單理解為理解為路程除以時間，因為聲波遇到障礙物會反射，而聲波的速度已知，所以只需要知道發射到接收的時間差，就能輕松計算出測量距離。再通過觀測聲波頻率的變化，就可以判斷目標的速度了。

二、事情的發展總是由粗到細超聲波測距相比紅外測距，價格更加便宜，相應的感應速度和精度也遜色一些。同樣，由于需要主動發射聲波，所以對于太遠的障礙物，精度也會隨著聲波的衰減而降低，此外，對于海綿等吸收聲波的物體或者在大風干擾的情況下，超聲波將無法工作。所以無人車上面的那個小帽子是激光雷達（簡稱光達）。

無人車的眼睛——激光雷達

一個基本的激光雷達系統

包括旋轉鏡子和激光測距儀

激光雷達的工作原理紅外發射器按照一定的角度將一束紅外光束從發射光源發射出去，當紅外光束遇到障礙物的時會被 反射回來，反射回來的紅外光線被激光雷達內部的CCD檢測器檢測到， 獲得一個偏移距離，進而求出發射光線與CCD檢測器的夾角，最終通過三角函數運算可以得到激光雷達到障礙物的距離。

無人車“腦中”的二維柵格世界

由于紅外光束的波長介乎微波與可見光之間的電磁波，其波長在760nm至1mm之間。所以是一定會檢測到飛來的礦泉水瓶的。不過是否可以規避飛來的礦泉水襲擊，還要其他的控制系統配合才行，無人車的“激光眼”只負責“看到”。因為實際生活中，這種情況也很少遇到，而且這個實驗的隨機性比較大，難以預防和預測。

三、無人車的相關技術還有啥用？比如說“幫我們變懶？”

在軍事領域，各種無人作戰平臺的出現使得戰爭的形式在發生巨大的變化，無人機、無人船、無人車都將成為未來的作戰裝備。地面機動無人作戰平臺可以深入危險的地域，晝夜不間斷的執行作戰任務，能夠大大減少人員的損失，提高執行任務的能力，還能夠去核污染等人類無法前往的特殊地帶執行任務，是未來軍事發展的重要方向。

民用領域，近年來，在德國工業4.0、美國工業互聯網和中國制造 2025 的大背景下，汽車的智能化已經成為汽車行業內一個熱門的方向。國內外大型車企如：梅賽德斯奔馳、寶馬、特斯拉、奧迪、日產、沃爾沃、上汽、吉利、比亞迪等也都正在研究或已經發布具有一定程度自動駕駛功能的汽車，并朝著更高程度智能化的方向發展，高度智能化的汽車必將給人類生活帶來巨大的改變，讓人們的出行更加安全，更加便捷，更加舒適。