當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)在于如何區(qū)分來(lái)自周邊其他LiDAR設(shè)備的信號(hào),,而各種信號(hào)調(diào)制和隔離方法也正在積極研發(fā)中。LiDAR系統(tǒng)的成本和維護(hù)——這類系統(tǒng)相比一些替代技術(shù)所使用的傳感器類型更加昂貴,,當(dāng)然持續(xù)不斷的開(kāi)發(fā)工作也在積極進(jìn)行,,為滿足其大規(guī)模使用的需要而開(kāi)發(fā)生產(chǎn)成本更低的系統(tǒng)。抑制非目標(biāo)對(duì)象的回波——類似于抑制之前提到的大氣虛假信號(hào),。但是這也可能會(huì)出現(xiàn)在空氣質(zhì)量良好的情況下,。應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)通常涉及在不同的目標(biāo)距離處,以及在LiDAR接收器的視場(chǎng)范圍之內(nèi)使光束尺寸盡可能更小,。激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射激光束,精確測(cè)量目標(biāo)距離,,是自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵傳感器,。深圳激光雷達(dá)制造
LiDAR 數(shù)據(jù)通常在空中收集,如NOAA在加州大蘇爾Bixby大橋上空的調(diào)查飛機(jī)(右圖),。這里的LiDAR數(shù)據(jù)顯示了Bixby大橋的俯視圖(左上)和側(cè)視圖(左下),。NOAA的科學(xué)家使用基于LiDAR的裝置檢查自然和人造環(huán)境。LiDAR數(shù)據(jù)支持洪水和風(fēng)暴潮建模,、水動(dòng)力建模,、海岸線測(cè)繪、應(yīng)急響應(yīng),、水文測(cè)量以及海岸脆弱性分析等活動(dòng),。此外,地形LiDAR使用近紅外激光繪制地形和建筑物地圖,,而測(cè)深LiDAR使用透水綠光繪制海底和河床地圖,。在農(nóng)業(yè)中,LiDAR可用于繪制拓?fù)鋱D和作物生長(zhǎng)圖,,從而提供有關(guān)肥料需求和灌溉需求的信息,。深圳高精度激光雷達(dá)廠家激光雷達(dá)的工作原理基于光的傳播速度和反射原理,實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)距,。
給定兩個(gè)來(lái)自不同坐標(biāo)系的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)集,,找到兩個(gè)點(diǎn)集空間的變換關(guān)系,使得兩個(gè)點(diǎn)集能統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系統(tǒng)中,,這個(gè)過(guò)程便稱為配準(zhǔn),。配準(zhǔn)的目標(biāo)是在全局坐標(biāo)框架中找到單獨(dú)獲取的視圖的相對(duì)位置和方向,使得它們之間的相交區(qū)域完全重疊,。對(duì)于從不同視圖(views)獲取的每一組點(diǎn)云數(shù)據(jù),,點(diǎn)云數(shù)據(jù)很有可能是完全不相同的,需要一個(gè)能夠?qū)⑺鼈儗?duì)齊在一起的單一點(diǎn)云模型,從而可以應(yīng)用后續(xù)處理步驟,,如分割和進(jìn)行模型重建,。目前對(duì)配準(zhǔn)過(guò)程較常見(jiàn)的主要是 ICP 及其變種算法,NDT 算法,,和基于特征提取的匹配,。
當(dāng)三維點(diǎn)較為稠密的時(shí)候,可以像視覺(jué)一樣提取特征點(diǎn)和其周圍的描述子,,主要通過(guò)選擇幾何屬性(如法線和曲率)比較有區(qū)分度的點(diǎn),,在計(jì)算其局部鄰域的幾何屬性的統(tǒng)計(jì)得到關(guān)鍵點(diǎn)的描述子,而當(dāng)處理目前市面上的激光雷達(dá)得到的單幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí),,由于點(diǎn)云較為稀疏,,主要依靠每個(gè)激光器在掃描時(shí)得到的環(huán)線根據(jù)曲率得到特征點(diǎn)。而有了兩幀點(diǎn)云的數(shù)據(jù)根據(jù)配準(zhǔn)得到了相對(duì)位姿變換關(guān)系后,,我們便可以利用激光雷達(dá)傳感器獲得的數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)載體物體的位姿隨時(shí)間的變化而改變的關(guān)系,。比如我們可以利用當(dāng)前幀和上一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配,或者當(dāng)前幀和累計(jì)堆疊出來(lái)的子地圖進(jìn)行匹配,,得到位姿變換關(guān)系,,從而實(shí)現(xiàn)里程計(jì)的作用。覽沃 Mid - 360 水平 360° 視場(chǎng)角,,全角度感知周圍環(huán)境無(wú)遺漏,。
激光雷達(dá)按照測(cè)距方法可以分為飛行時(shí)間(TimeofFlight,ToF)測(cè)距法,、基于相干探測(cè)FMCW測(cè)距法,、以及三角測(cè)距法等,其中ToF與FMCW能夠?qū)崿F(xiàn)室外陽(yáng)光下較遠(yuǎn)的測(cè)程(100~250m),,是車載激光雷達(dá)的好選擇方案,。ToF是目前市場(chǎng)車載中長(zhǎng)距激光雷達(dá)的主流方案,未來(lái)隨著FMCW激光雷達(dá)整機(jī)和上游產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,,ToF和FMCW激光雷達(dá)將在市場(chǎng)上并存,。根據(jù)激光雷達(dá)按測(cè)距方法分類:ToF法:通過(guò)直接測(cè)量發(fā)射激光與回波信號(hào)的時(shí)間差,基于光在空氣中的傳播速度得到目標(biāo)物的距離信息,,具有響應(yīng)速度快,、探測(cè)精度高的優(yōu)勢(shì)。FMCW法:將發(fā)射激光的光頻進(jìn)行線性調(diào)制,,通過(guò)回波信號(hào)與參考光進(jìn)行相干拍頻得到頻率差,,從而間接獲得飛行時(shí)間反推目標(biāo)物距離。FMCW激光雷達(dá)具有可直接測(cè)量速度信息以及抗干擾(包括環(huán)境光和其他激光雷達(dá))的優(yōu)勢(shì),。激光雷達(dá)在機(jī)器人避障中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,。北京二維激光雷達(dá)價(jià)格
激光雷達(dá)在建筑施工中用于精確測(cè)量和定位,。深圳激光雷達(dá)制造
目前,由于MEMS上游供應(yīng)鏈已經(jīng)相對(duì)成熟,,比如Luminar的MEMS半固態(tài)激光雷達(dá)已將制造成本降低到了500-1000美元,,使規(guī)模量產(chǎn)成為了可能。國(guó)內(nèi)方面,,速騰聚創(chuàng)和廣汽埃安,、威馬、極氪等11家車企建立了合作,,同時(shí)其產(chǎn)品「RS-LiDAR-M1」已于2020年12月開(kāi)始批量出貨,,成為全球頭一款批量交付的車規(guī)級(jí)MEMS激光雷達(dá)。海外方面,,Luminar在全球范圍內(nèi)已擁有50多位行業(yè)合作伙伴,,其中包括沃爾沃、上汽飛凡汽車,、小馬智行等,。半固態(tài)—轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá),轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)與MEMS激光雷達(dá)差異在于,,前者的掃描鏡是圍繞著圓心旋轉(zhuǎn),后者則是圍繞著某條直徑上下振動(dòng),。相比之下,,轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)的功耗更低,散熱難度更低,,因而也更容易擁有比較高的可靠性,。深圳激光雷達(dá)制造