脈沖同步(PPS),脈沖同步通過同步信號線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步,。GPS同步(PPS+UTC),,通過同步信號線和 UTC 時間(GPS 時間)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步,。然后我們從 LiDAR 硬件得到一串?dāng)?shù)據(jù)包,需要過一次驅(qū)動才能將其解析成點(diǎn)云通用的格式,,如 ROSMSG 或者 pcl 點(diǎn)云格式,,以目前較普遍的旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)為例,其數(shù)據(jù)為 10hz,,即 LiDAR 在 0.1s 時間內(nèi)轉(zhuǎn)一圈,,并將硬件得到的數(shù)據(jù)按照不同角度切成不同的 packet,以下便是一個 packet 數(shù)據(jù)包定義示意圖,。每一個 packet 包含了當(dāng)前扇區(qū)所有點(diǎn)的數(shù)據(jù),,包含每個點(diǎn)的時間戳,每個點(diǎn)的 xyz 數(shù)據(jù),,每個點(diǎn)的發(fā)射強(qiáng)度,,每個點(diǎn)來自的激光發(fā)射機(jī)的 id 等信息。在智能物流中引導(dǎo) AGV 小車,,提升貨物搬運(yùn)倉儲效率,。江蘇機(jī)器人激光雷達(dá)
從車規(guī)級應(yīng)用來看,小鵬P5配備2顆大疆Livox車規(guī)級棱鏡式激光雷達(dá),,另外大疆Livox也獲得了一汽解放量產(chǎn)項(xiàng)目的定點(diǎn) ,。針對單顆棱鏡式中心區(qū)域點(diǎn)云密集。兩側(cè)點(diǎn)云相對稀疏的情況,,小鵬P5選擇在車前部署了2顆激光雷達(dá),,前方提高至 180度的超寬點(diǎn)云視野,提高應(yīng)對近處車輛加塞,、十字路口拐彎等復(fù)雜路況的通行能力,。針對車規(guī)級設(shè)備需要在連續(xù)振動、高低溫,、高濕高鹽等環(huán)境下連續(xù)工作的特點(diǎn),,固態(tài)激光雷達(dá)成為了較為可行的發(fā)展方向。喜歡特種行業(yè)的朋友應(yīng)該都聽過軍機(jī),、軍艦上搭載的相控陣?yán)走_(dá),,而OPA光學(xué)相控陣激光雷達(dá)便是運(yùn)用了與之相似的原理,并把它搬到了車端,。重慶站臺入侵激光雷達(dá)體育賽事上激光雷達(dá)追蹤運(yùn)動員,,輔助賽事分析評估。
相關(guān)縮寫:dToF:direct Time-of-Flight直接測量光的飛行時間,;iToF:indirect Time-of-Flight通過測量相位偏移來間接測量光的飛行時間,;PLD:脈沖激光二極管,一種激光雷達(dá)發(fā)光元件;APD:雪崩光二極管,,一種激光雷達(dá)感光元件;SPAD:Single Photon Avalanche Diode單光子雪崩二極管,,一種激光雷達(dá)感光元件,;SiPM:Silicon photomultiplier硅光電倍增管,一種激光雷達(dá)感光元件,;CMOS:Compound metal Oxided Semiconductor 復(fù)合金屬氧化物半導(dǎo)體,,一種攝像頭感光元件;CCD:Charge Coupled Device電荷耦合器件,,一種攝像頭感光元件,;CIS:CMOS image sensor互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器;OPA:Optical Phased Arrays 光學(xué)相控陣,;FPA:Focal Plane Array焦平面陣列,;WD:Wavelength Disperion波長色散;MEMS:Micro-Electro-Mechanical System 微機(jī)電系統(tǒng),。
當(dāng)三維點(diǎn)較為稠密的時候,,可以像視覺一樣提取特征點(diǎn)和其周圍的描述子,主要通過選擇幾何屬性(如法線和曲率)比較有區(qū)分度的點(diǎn),,在計算其局部鄰域的幾何屬性的統(tǒng)計得到關(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,由于點(diǎn)云較為稀疏,,主要依靠每個激光器在掃描時得到的環(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)來估計載體物體的位姿隨時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)前幀和累計堆疊出來的子地圖進(jìn)行匹配,得到位姿變換關(guān)系,,從而實(shí)現(xiàn)里程計的作用,。激光雷達(dá)在工業(yè)自動化中用于實(shí)時監(jiān)測生產(chǎn)線上的物體的位置。
緊接著,,一個激光雷達(dá)如果能在同一個空間內(nèi),,按照設(shè)定好的角度發(fā)射多條激光,就能得到多條基于障礙物的反射信號,。再配合時間范圍,、激光的掃描角度、GPS 位置和 INS 信息,,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后,,這些信息配合x,y,z坐標(biāo),,就會成為具有距離信息,、空間位置信息等的三維立體信號,再基于軟件算法組合起來,,系統(tǒng)就可以得到線,、面、體等各種相關(guān)參數(shù),,以此建立三維點(diǎn)云圖,,繪制出環(huán)境地圖,就能變成汽車的“眼睛”,。激光雷達(dá)是由激光發(fā)射單元和激光接收單元組成,,發(fā)射單元的工作方式是向外發(fā)射激光束層,層數(shù)越多,,精度也越高(如下圖所示),,不過這也意味著傳感器尺寸越大。發(fā)射單元將激光發(fā)射出去后,,當(dāng)激光遇到障礙物會反射,,從而被接收器接收,接收器根據(jù)每束激光發(fā)射和返回的時間,,創(chuàng)建一組點(diǎn)云,,高質(zhì)量的激光雷達(dá),每秒較多可以發(fā)出200多束激光,。憑借超廣 FOV,,覽沃 Mid - 360 讓移動機(jī)器人對復(fù)雜 3D 環(huán)境了如指掌。工業(yè)激光雷達(dá)設(shè)備
激光雷達(dá)在建筑施工中用于精確測量和定位,。江蘇機(jī)器人激光雷達(dá)
20世紀(jì)90年代后期,,全球定位系統(tǒng)及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展使得激光掃描過程中的精確即時定位定姿成為可能。1990年德國Stuttgart大學(xué)Ackermann教授領(lǐng)銜研制的世界上頭一個激光斷面測量系統(tǒng),,這一系統(tǒng)成功將激光掃描技術(shù)與即時定位定姿系統(tǒng)結(jié)合,,形成機(jī)載激光掃描儀。1993年,,德國出現(xiàn)初個商用機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)TopScanALTM1020,。1995年,機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn),。此后,,機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)成為了森林資源調(diào)查的重要補(bǔ)充手段。普遍應(yīng)用于快速獲取大范圍森林結(jié)構(gòu)信息,,如樹木定位,、樹高計算,、樹冠體積估測等,同時還為森林生態(tài)研究,、森林經(jīng)營管理提供垂直結(jié)構(gòu)分層,、碳儲量、枯枝落葉易燃物數(shù)量等參數(shù)估算信息,。江蘇機(jī)器人激光雷達(dá)