激光雷达的工作原理
对人畜无害的红外光束Light Pluses发射、反射和接收来探测物体。能探测的对象:白天或黑夜下的特定物体与车之间的距离。甚至由于反射度的不同,车道线和路面也是可以区分开来的。哪些物体无法探测:光束无法探测到被遮挡的物体。 ↑激光雷达LiDAR示意图 车用激光雷达工作原理就是蝙蝠测距用的回波时间(Time of Flight,缩写为TOF)测量方法。但要知道光速是每秒30万公里。2、按激光介质分,有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。要区分目标厘米级别的距离,那对传输时间测量分辨率必须做到1纳秒。要如此的测量时间,因此对应的测量系统的成本就很难降到很低,需要使用巧妙的方法降低测量难度。 是不是觉得很高深难懂?我们直接看动画吧。 ↑激光雷达LiDAR工作原理 通过旋转的机械镜面测量激光发出和收到回波的时间差,从而确定目标的方位和距离。
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激光雷达在各领域的作用
除了在移动机器人中使用,激光雷达在无人驾驶领域的作用也同样重要,但有区别于机器人领域的是:在无人驾驶中主要以多线激光雷达为主,帮助车辆进行自主感知道路环境,自动规划行车路线,并控制车辆到达预定的目标。采用飞行时间技术,根据激光遇到障碍物后的折返时间,来计算目标与自己的相对距离。识别也障碍物之后,进行前后两频对比,可以识别是静态障碍物还是动态障碍物。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离,这些轮廓信息组成所谓的点云并绘制出3D环境地图,精度可达到厘米级别,从而提高测量精度。
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激光雷达是如何成像的?
“盲人摸象”走完首步,我们已经成功的找到了“大象”的位置和距离,下一步我们该如何知道“大象”的样子呢?这就是激光雷达的成像过程要解决的问题。简单的理解,激光雷达三维成像其实就是在测出目标各点距离的基础上,同时获得每个点与雷达之间的水平角和俯仰角,这样我们就得到目标三维信息了。按照目标各点三维信息的获取方式,激光成像体制主要有扫描式激光成像和面阵式激光成像。MEMS技术比较成熟,缺点是存在激光的反射,反射过程中激光会有较大损失,导致回波信噪比偏低。
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