激光雷達難點:當周邊環境中存在透明介質 (如潔凈水體) 時,位于透明介質內部或后方的目標能夠被測到。由于光線在透明介質中會發生折射,被測目標實際上位于折射光路上,而測量結果則位于直線光路上,測量出的目標位置會發生偏差,此外,雷達也可能會收到兩個反射回波,一個來自于透明介質內部或后方的實際目標表面的反射,另一個來自于不完全潔凈的透明介質表面的漫反射,此時的測量結果不確定,有可能是介質表面,也可能是實際目標。自動駕駛巴士借助激光雷達感知周邊,安全接送乘客。安徽泰覽Tele-15激光雷達規格
要知道光速是每秒30萬公里。要區分目標厘米級別的精確距離,那對傳輸時間測量分辨率必須做到1納秒。要如此精確的測量時間,因此對應的測量系統的成本就很難降到很低,需要使用巧妙的方法降低測量難度。首先,我們需要明確,激光雷達并不是單獨運作的,一般是由激光發射器、接收器和慣性定位導航三個主要模塊組成。當激光雷達工作的時候,會對外發射激光,在遇到物體后,激光折射回來被CMOS傳感器接收,從而測得本體到障礙物的距離。從原理來看,只要需要知道光速、和從發射到CMOS感知的時間就可以測出障礙物的距離,再結合實時GPS、慣性導航信息與計算激光雷達發射出去角度,系統就可以得到前方物體的坐標方位和距離信息。廣東AGV激光雷達激光雷達用于林業監測樹木參數,為森林資源評估提供助力。
這類形體對現實世界的表達能力有限,絕大部分目標難以用這些形體或其組合來近似。后續研究主要集中于三維自由形態目標的識別,所謂自由形態目標,即表面除了頂點、邊緣以及尖拐處之外處處都有良好定義的連續法向量的目標(如飛行器、汽車、輪船、建筑物、雕塑、地表等)。由于現實世界中的大部分物體均可認為是自由形態目標,因此三維自由形態目標識別算法的研究較大程度上擴展了識別系統的適用范圍。在過去二十余年間,三維目標識別任務針對的數據量不斷增加,識別難度不斷上升,而識別率亦不斷提高。
從應用看,具備車規級量產實力的Tier1供貨商有法雷奧(Scala)、鐳神智能(CH32),Innovusion(Falcon)。2017年,奧迪A8為全球頭一款量產的L3級別自動駕駛的乘用車,其搭載的激光雷達便是法雷奧和Ibeo聯合研發的4線旋轉掃描鏡激光雷達。2020年,鐳神智能自主研發的CH32面世,成為全球第二款獲得車規級認證的轉鏡式激光雷達,目前已經規模化交付東風悅享量產前裝車型生產。2022年,搭載Innovusion Falcon激光雷達的蔚來ET7上市,該款激光雷達為1550nm方案,等效300線數。從售價看,法雷奧Scala 2為900歐元(約6500元人民幣),已經下降至車企可接受的價格范圍。建筑行業內激光雷達快速掃描建模,輔助設計與施工。
反射強度,LiDAR 返回的每個數據中,除了根據速度和時間計算出的反射強度其實是指激光點回波功率和發射功率的比值。而激光的反射強度根據現有的光學模型,可以較好的刻畫為以下模型。我們可以看到,激光點的反射率和距離的平方成反比,和物體的入射角成反比。入射角是入射光線與物體表面法線的夾角。時間戳和編碼信息,LiDAR 通常從硬件層面支持授時,即有硬件 trigger 觸發 LiDAR 數據,并支持給這一幀數據打上時間戳。通常會提供支持三種時間同步接口,IEEE 15882008同步,遵循精確時間協議,通過以太網對測量以及系統控制實現精確的時鐘同步。采用主動抗串擾設計,覽沃 Mid - 360 在多雷達環境下穩定運行互不干擾。毫米波激光雷達廠商
激光雷達在管道檢測中用于發現潛在的泄漏和損壞。安徽泰覽Tele-15激光雷達規格
而如較新的 Livox Horizon 激光雷達,也包含了多回波信息及噪點信息,格式如下:每個標記信息由1字節組成:該字節中 bit7 和 bit6 為頭一組,bit5 和 bit4 為第二組,bit3 和 bit2 為第三組,bit1 和 bit0 為第四組。第二組表示的是該采樣點的回波次序。由于 Livox Horizon 采用同軸光路,即使外部無被測物體,其內部的光學系統也會產生一個回波,該回波記為第 0 個回波。隨后,若激光出射方向存在可被探測的物體,則較先返回系統的激光回波記為第 1 個回波,隨后為第 2 個回波,以此類推。如果被探測物體距離過近(例如 1.5m),第 1 個回波將會融合到第 0 個回波里,該回波記為第 0 個回波。安徽泰覽Tele-15激光雷達規格