這類形體對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的表達(dá)能力有限,,絕大部分目標(biāo)難以用這些形體或其組合來近似。后續(xù)研究主要集中于三維自由形態(tài)目標(biāo)的識(shí)別,,所謂自由形態(tài)目標(biāo),即表面除了頂點(diǎn),、邊緣以及尖拐處之外處處都有良好定義的連續(xù)法向量的目標(biāo)(如飛行器,、汽車、輪船,、建筑物,、雕塑、地表等),。由于現(xiàn)實(shí)世界中的大部分物體均可認(rèn)為是自由形態(tài)目標(biāo),,因此三維自由形態(tài)目標(biāo)識(shí)別算法的研究較大程度上擴(kuò)展了識(shí)別系統(tǒng)的適用范圍。在過去二十余年間,,三維目標(biāo)識(shí)別任務(wù)針對(duì)的數(shù)據(jù)量不斷增加,,識(shí)別難度不斷上升,而識(shí)別率亦不斷提高,。激光雷達(dá)在物流領(lǐng)域提高了貨物分揀和配送的效率,。廣西二維激光雷達(dá)
多傳感器融合,在環(huán)境監(jiān)測傳感器中,,超聲波雷達(dá)主要用于倒車?yán)走_(dá)以及自動(dòng)泊車中的近距離障礙監(jiān)測,,攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)則普遍應(yīng)用于各項(xiàng) ADAS 功能中,。四類傳感器的探測距離,、分辨率、角分辨率等探測參數(shù)各異,,對(duì)應(yīng)于物體探測能力,、識(shí)別分類能力、三維建模,、抗惡劣天氣等特性優(yōu)劣勢分明,。各種傳感器能形成良好的優(yōu)勢互補(bǔ),融合傳感器的方案已成為主流的選擇,。激光雷達(dá)LiDAR的全稱為Light Detection and Ranging激光探測和測距,,又稱光學(xué)雷達(dá),。機(jī)器人激光雷達(dá)制造城市規(guī)劃憑借激光雷達(dá)獲取空間數(shù)據(jù),輔助科學(xué)規(guī)劃,。
激光雷達(dá),,也稱光學(xué)雷達(dá)(LIght Detection And Ranging)是激光探測與測距系統(tǒng)的簡稱,它通過測定傳感器發(fā)射器與目標(biāo)物體之間的傳播距離,,分析目標(biāo)物體表面的反射能量大小,、反射波譜的幅度、頻率和相位等信息,,從而呈現(xiàn)出目標(biāo)物精確的三維結(jié)構(gòu)信息,。自上世紀(jì)60年代激光被發(fā)明不久,激光雷達(dá)就大規(guī)模發(fā)展起來,。而測距原理上目前主要以飛行時(shí)間(time of flight)法為主,,利用發(fā)射器發(fā)射的脈沖信號(hào)和接收器接受到的反射脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔來計(jì)算和目標(biāo)物體的距離。
目前激光雷達(dá)廠商主要使用波長為 905nm 和 1550nm 的激光發(fā)射器,,波長為 1550nm 的光線不容易在人眼液體中傳輸,,這意味著采用波長為 1550nm 激光的激光雷達(dá)的功率可以相當(dāng)高,而不會(huì)造成視網(wǎng)膜損傷,。更高的功率,,意味著更遠(yuǎn)的探測距離,更長的波長,,意味著更容易穿透粉塵霧霾。但受制于成本原因,,生產(chǎn)波長為1550納米的激光雷達(dá),,要求使用昂貴的砷化鎵材料。廠商更多選擇使用硅材料制造接近于可見光波長的 905nm 的激光雷達(dá),,并嚴(yán)格限制發(fā)射器的功率,,避免造成眼睛的長久性損傷。激光雷達(dá)在考古發(fā)掘中用于繪制遺址的三維模型,。
發(fā)射模組:Flash激光雷達(dá)采用的是垂直腔面發(fā)射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser,,VCSEL),比其他激光器更小,、更輕,、更耐用、更快,、更易于制造,,并且功率效率更高。接收模組:Flash激光雷達(dá)的性能主要取決于焦平面探測器陣列的靈敏度,。焦平面探測器陣列可使用PIN型光電探測器,,在探測器前端加上透鏡單元并采用高性能讀出電路,,可實(shí)現(xiàn)短距離探測。對(duì)于遠(yuǎn)距離探測需求,,需要使用到雪崩型光電探測器,,其探測的靈敏度高,可實(shí)現(xiàn)單光子探測,,基于APD的面陣探測器具有遠(yuǎn)距離單幅成像,、易于小型化等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn):一次性實(shí)現(xiàn)全局成像來完成探測,,無需考慮運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,;無掃描器件,成像速度快,;集成度高,,體積小,;芯片級(jí)工藝,,適合量產(chǎn);全固態(tài)優(yōu)勢,,易過車規(guī)缺點(diǎn):激光功率受限,,探測距離近;抗干擾能力差,;角分辨率低礦山開采中激光雷達(dá)監(jiān)測地形變化,,預(yù)防潛在地質(zhì)災(zāi)害。北京激光雷達(dá)
橋梁檢測使用激光雷達(dá)識(shí)別病害,,保障橋梁安全通行,。廣西二維激光雷達(dá)
激光雷達(dá)結(jié)構(gòu),激光雷達(dá)的關(guān)鍵部件按照信號(hào)處理的信號(hào)鏈包括控制硬件DSP(數(shù)字信號(hào)處理器),、激光驅(qū)動(dòng),、激光發(fā)射發(fā)光二極管、發(fā)射光學(xué)鏡頭,、接收光學(xué)鏡頭,、APD(雪崩光學(xué)二極管)、TIA(可變跨導(dǎo)放大器)和探測器,,如下圖所示,。其中除了發(fā)射和接收光學(xué)鏡頭外,都是電子部件,。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速演進(jìn),,性能逐步提升的同時(shí)成本迅速降低。但是光學(xué)組件和旋轉(zhuǎn)機(jī)械則占具了激光雷達(dá)的大部分成本,。激光雷達(dá)的種類,,把激光雷達(dá)按照掃描方式來分類,,目前有機(jī)械式激光雷達(dá)、半固態(tài)激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)三大類,。其中機(jī)械式激光雷達(dá)較為常用,,固態(tài)激光雷達(dá)為未來業(yè)界大力發(fā)展方向,半固態(tài)激光雷達(dá)是機(jī)械式和純固態(tài)式的折中方案,,屬于目前階段量產(chǎn)裝車的主力軍,。廣西二維激光雷達(dá)
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