激光雷达

激光雷达是一种采用非接触激光测距技术的扫描式传感器,其工作原理与一般的雷达系统类似,通过发射激光光束来探测目标,并通过搜集反射回来的光束来形成点云和获取数据,这些数据经光电处理后可生成为精确的三维立体图像。
采用这项技术,可以准确的获取高精度的物理空间环境信息,测距精度可达厘米级,因此,该项技术成为汽车自动驾驶、无人驾驶、定位导航、空间测绘、安保安防等领域最为核心的传感器设备


旋转式激光雷达:通过多束激光竖列而排,绕轴进行360°旋转,每一束激光扫描一个平面,纵向叠加后呈现出三维立体图形。多线束激光雷达可分为16线、32线、64线,线束越高,可扫描的平面越多,获取目标的信息也就越详细,线束低的激光雷达由于点云密度较低,容易带来分辨率不高的问题;

激光雷达的下游应用领域核心是扫地机器人、AVG小车、汽车自动驾驶、无人驾驶、空间测绘和无人机等领域。从目前全球激光雷达企业的下游应用领域分布来看,居多的仍然是智能汽车和机器人领域。

由于固态式激光雷达,不具备旋转组件,这在一定程度降低了硬件成本和磨损消耗,且在个别光束阵元损坏的前提下,固态式激光雷达整体仍可持续工作,在可靠性上实现了大大提升。

固态激光雷达:摒弃了原有的机械扫描方式,采用相控阵原理,有许多个固定的细小光束组层,通过每个阵元点产生光束的相位与幅度,以此强化光束在指定方向上的强度,并压抑其他方向的强度,从而实现让光束的方向发生改变。

在实际的应用场景中,很多物体大多不是白色的墙面,而是深色的,如家具,暗色的墙纸。此时,激光雷达本身是否对于暗色物体有很好的检出效果就非常重要。一款号称有10多米的激光雷达,如果对于深色物体只有几米的检出率,那就容易导致机器定位和建图出现问题,对后期的定位导航工作也会产生很大的影响。      目前市面上大多数激光雷达所标称的距离大多以90%反光率的漫反射物体(如白纸)作为测试基准。但实际上,对于黑色数据的有效检出也同样是一个重要的性能指标。      深色物体吸收了绝大部分的光能量,要让激光雷达对于深色物体具有和白色物体一样的检出能力是不现实的,对于以机器视觉为核心的三角测距远离雷达而言更是如此。


较高的扫描频率可以确保安装激光雷达的机器人实现较快速度的运动,并且保证地图构建的质量。但要提高扫描频率并不只是简单的加速激光雷达内部扫描电机旋转这么简单,对应的需要提高测距采样率。否则当采样频率固定的情况下,更快的扫描速度只会降低角分辨率。      除了扫描频率和角分辨率,测量分辨率及精度也是不可忽略的指标,由于测量原理的关系,虽然一般在10米以内都可以实现很高的测距分辨率,但其分辨率亦会随着探测物体距离增加而剧烈下降。因此,为了实现更远距离的探测,就不只是增加激光器功率这么简单了,需要对于测距核心有本质的改良。同时为了可靠量产,也需要做很多的配套工作。      以上衡量的参数指标相信大多数人已了解过,这里就不再多做解释了,我们重点来了解下激光雷达的日光抗击能力及神色物体检出率,这两大性能往往不被大家所了解,但却很重要!

距离测量作为激光雷达最主要的用途,测距范围自然是不可忽略的,相信也是大部分人最为关心的指标。

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