不同車載傳感器的比較,目前,激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和攝像頭是公認(rèn)的自動(dòng)駕駛的三大關(guān)鍵傳感器技術(shù)。從技術(shù)上看,激光雷達(dá)與其他兩者相比具備強(qiáng)大的空間三維分辨能力。中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、國(guó)汽智聯(lián)汽車研究院編寫的《中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2019)》稱,當(dāng)前在人工智能的重要應(yīng)用場(chǎng)景智能網(wǎng)聯(lián)汽車的自動(dòng)駕駛和輔助駕駛領(lǐng)域中,激光雷達(dá)是實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知的主要傳感器之一。報(bào)告認(rèn)為,在用于道路信息檢測(cè)的傳感器中,激光雷達(dá)在探測(cè)距離、精確性等方面,相比毫米波雷達(dá)具有一定的優(yōu)勢(shì)?;旌瞎虘B(tài)技術(shù)賦能,Mid - 360 實(shí)現(xiàn) 360° 全向超大視場(chǎng)角感知。浙江汽車激光雷達(dá)市價(jià)
調(diào)頻連續(xù)波FMCW激光雷達(dá),以三角波調(diào)頻連續(xù)波為例來(lái)介紹其測(cè)距/測(cè)速原理。藍(lán)色為發(fā)射信號(hào)頻率,紅色為接收信號(hào)頻率,發(fā)射的激光束被反復(fù)調(diào)制,信號(hào)頻率不斷變化。激光束擊中障礙物被反射,反射會(huì)影響光的頻率,當(dāng)反射光返回到檢測(cè)器,與發(fā)射時(shí)的頻率相比,就能測(cè)量?jī)煞N頻率之間的差值,與距離成比例,從而計(jì)算出物體的位置信息。FMCW的反射光頻率會(huì)根據(jù)前方移動(dòng)物體的速度而改變,結(jié)合多普勒效應(yīng),即可計(jì)算出目標(biāo)的速度。優(yōu)點(diǎn):每個(gè)像素都有多普勒信息,含速度信息;解決Lidar間串?dāng)_問(wèn)題;不受環(huán)境光影響,探測(cè)靈敏度高;缺點(diǎn):不能探測(cè)切向運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。江蘇泰覽Tele-15激光雷達(dá)哪家好體育賽事上激光雷達(dá)追蹤運(yùn)動(dòng)員,輔助賽事分析評(píng)估。
LiDAR的數(shù)據(jù),三維點(diǎn),對(duì)于旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)來(lái)說(shuō),得到的三維點(diǎn)便是一個(gè)很好的極坐標(biāo)系下的多個(gè)點(diǎn)的觀測(cè),包含激光發(fā)射器的垂直俯仰角,發(fā)射器的水平旋轉(zhuǎn)角度,根據(jù)激光回波時(shí)間計(jì)算得到的距離。但 LiDAR 通常會(huì)輸出笛卡爾坐標(biāo)系下的觀測(cè)值,頭一是因?yàn)?LiDAR 在極坐標(biāo)系下測(cè)量效率高,也只是對(duì)于旋轉(zhuǎn)式 LiDAR,目前陣列式 LiDAR 也有很多。第二笛卡爾坐標(biāo)系更加直觀,投影和旋轉(zhuǎn)平移更加簡(jiǎn)潔,求解法向量,曲率,頂點(diǎn)等特征計(jì)算量小,點(diǎn)云的索引及搜索都更加高效。對(duì)于 MEMS 式激光雷達(dá),由于一次采樣周期為一個(gè)偏振鏡旋轉(zhuǎn)周期,10hz 下采樣周期為 0.1 秒,但由于載體本身在進(jìn)行高速移動(dòng)時(shí),我們需要對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行消除運(yùn)動(dòng)畸變,來(lái)補(bǔ)償采樣周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。
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。氣象監(jiān)測(cè)時(shí)激光雷達(dá)探測(cè)大氣成分,輔助氣象預(yù)報(bào)工作。
而如較新的 Livox Horizon 激光雷達(dá),也包含了多回波信息及噪點(diǎn)信息,格式如下:每個(gè)標(biāo)記信息由1字節(jié)組成:該字節(jié)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(diǎn)的回波次序。由于 Livox Horizon 采用同軸光路,即使外部無(wú)被測(cè)物體,其內(nèi)部的光學(xué)系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)回波,該回波記為第 0 個(gè)回波。隨后,若激光出射方向存在可被探測(cè)的物體,則較先返回系統(tǒng)的激光回波記為第 1 個(gè)回波,隨后為第 2 個(gè)回波,以此類推。如果被探測(cè)物體距離過(guò)近(例如 1.5m),第 1 個(gè)回波將會(huì)融合到第 0 個(gè)回波里,該回波記為第 0 個(gè)回波。激光雷達(dá)的掃描模式多樣,適應(yīng)不同場(chǎng)景的需求。福建激光雷達(dá)制造
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。浙江汽車激光雷達(dá)市價(jià)
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)。浙江汽車激光雷達(dá)市價(jià)