第八篇|空间智能的眼睛 | 视觉与雷达的融合

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引子:人为什么能看见立体世界

当你伸出手去拿水杯时,

眼睛并不只是“看到”一个二维画面。

你的大脑会自动计算距离、角度、深度——

因为你有两只眼睛。

两只眼睛的“视差”,

让人能在平面图像中感知三维空间。

而对于机器来说, 要让它具备这种能力,就必须结合视觉(Camera)与雷达(Radar/LiDAR)。 它们是空间智能的两只“眼睛”, 一只看世界的细节,另一只测世界的距离。


一、视觉与雷达:两种看世界的方式

视觉和雷达的差异,就像“摄影师”和“测量员”。

视觉传感器(Camera)捕捉世界的颜色与纹理, 它能识别形状、边缘、文字与符号。 它的优势是信息丰富、分辨率高、成本低。 但它的缺点也明显:光照变化、反光、水雾、夜间都可能让它失明。

雷达传感器(尤其是 LiDAR)则用激光“触摸”世界。 它不关心颜色,只关心距离。 它能在黑夜、雨雾中看到“形”, 但分辨率有限,看不清“细节”。

于是,一个聪明的系统必须让它们协作——

让视觉告诉“是什么”,

让雷达告诉“有多远”。


二、从感知到理解:信息的融合

在 REVENTADOR 平台的多源融合框架中,

视觉与雷达并不是简单叠加。

它们通过一系列时空对齐、特征匹配与滤波算法,

实现从“看见”到“理解”的跨越。

  1. 时空同步: 摄像头与雷达的采样频率、曝光时刻、时间戳都要统一, 否则同一目标可能出现在不同位置。
  2. 坐标标定: 两个传感器的坐标系必须精确对齐, 确保图像像素与雷达点云能对应到同一个物理点。
  3. 特征融合: 视觉提供目标类别(如行人、车辆、路标), 雷达提供精确的三维空间位置。 两者融合后,系统不仅“看到物体”, 还能理解它“在空间中的关系”。


三、雷达的“可靠性”优势

在城市环境中,

光照、雨雾、夜色都会让视觉传感器表现不稳定。

但雷达并不依赖可见光,

它的主动发射机制让它能在任何条件下稳定工作。

这正是 MCT 在系统设计中强调的“可靠优先”。 雷达提供的是一种稳定的感知底座, 视觉则是精细化的补充层

两者结合,才能构建出在各种环境下都“看得见”的空间智能。

雷达是“确定”的, 视觉是“丰富”的。 真正的智能系统,既要看得清,也要看得准。


四、从融合到建模:机器的“空间记忆”

融合不仅仅是感知层面的协作, 更是空间建模的起点。

视觉与雷达融合后的数据,

能被 REVENTADOR 平台转化为可计算的三维点云地图(Point Cloud Map)。

它不仅记录形状,还保留时间信息,

让系统具备“空间记忆”。

在自动驾驶中,这意味着:

车辆能识别曾经经过的路口,

能理解建筑物与路面之间的空间关系,

甚至能预测未被直接观测的区域。

在具身智能与机器人领域,

这意味着机器可以在陌生环境中自我定位与导航,

并根据历史经验优化路径。


五、软硬一体的融合体系

MCT 的系统并非“堆料式感知”。

视觉与雷达的融合,是软硬协同的结果:

  • MOJANDA 芯片提供统一时钟与高精度同步机制;
  • SUMACO 提供姿态数据,实现动态标定补偿;
  • REVENTADOR 负责特征匹配与多源滤波。

这使得视觉与雷达不再是“并行模块”,

而是一个整体的时空感知系统。

这种软硬一体的融合结构,

让机器在复杂空间中仍能保持对世界的可靠理解。

感知,不再是输入; 而是理解世界的过程。


六、思考与展望

视觉让机器看见世界,

雷达让机器触摸世界。

但真正的智能,来自它们之间的对话。

未来的空间智能系统,

将不再区分“视觉”与“雷达”,

而是拥有一个统一的空间认知模型——

它理解形状、距离、速度与语义的关系。

当机器能像人一样“看懂空间”,

它就拥有了真正的自由。

从看见,到理解, 空间智能的世界,正在被重新描绘。


延伸阅读

  1. LiDAR for Autonomous Vehicles, Elsevier, 2021
  2. Szeliski, Richard. Computer Vision: Algorithms and Applications, 2nd Edition, Springer, 2022
  3. Paul D. Groves. Principles of Multisensor Navigation and Sensor Fusion, Artech House, 2021

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