有幾個原因:我們這里說的激光雷達,是指 TOF 激光雷達,TOF 測距,靠的是 TDC 電路提供計時,用光速乘以單向時間得到距離,但限于成本,TDC 一般由 FPGA 的進位鏈實現(xiàn),本質(zhì)上是對一個低頻的晶振信號做差值,實現(xiàn)高頻的計數(shù)。所以,測距的精度,強烈依賴于這個晶振的精度。而晶振隨著時間的推移,存在累計誤差;距離越遠,接收信號越弱,雷達自身的尋峰算法越難以定位到較佳接收時刻,這也造成了精度的劣化;而由于激光雷達檢測障礙物的有效距離和較小垂直分辨率有關(guān)系,也就是說角度分辨率越小,則檢測的效果越好。如果兩個激光光束之間的角度為 0.4°,那么當探測距離為 200m 的時候,兩個激光光束之間的距離為200m*tan0.4°≈1.4m。也就是說在 200m 之后,只能檢測到高于 1.4m 的障礙物了。如果需要知道障礙物的類型,那么需要采用的點數(shù)就需要更多,距離越遠,激光雷達采樣的點數(shù)就越少,可以很直接的知道,距離越遠,點數(shù)越少,就越難以識別準確的障礙物類型。激光雷達的掃描速度快,提高了數(shù)據(jù)處理效率。北京多線激光雷達供應
反射率,反射率是指物體反射的輻射能量占總輻射能量的百分比,比如說某物體的反射率是20%,表示物體接收的激光輻射中有20%被反射出去了。不同物體的反射率不同,這主要取決于物體本身的性質(zhì)(表面狀況),如果反射率太低,那么激光雷達收不到反射回來的激光,導致檢測不到障礙物。激光雷達一般要求物體表面的反射率在10%以上,用激光雷達采集高精度地圖的時候,如果車道線的反射率太低,生成的高精度地圖的車道線會不太清晰。掃描幀頻,激光雷達點云數(shù)據(jù)更新的頻率。對于混合固態(tài)激光雷達來說,也就是旋轉(zhuǎn)鏡每秒鐘旋轉(zhuǎn)的圈數(shù),單位Hz。例如,10Hz即旋轉(zhuǎn)鏡每秒轉(zhuǎn)10圈,同一方位的數(shù)據(jù)點更新10次。北京車載激光雷達廠家激光雷達在智能機器人導航中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
視場角與分辨率,激光雷達視場角分為水平視場角和垂直視場角,水平視場角即為在水平方向上可以觀測的角度范圍,旋轉(zhuǎn)式激光雷達旋轉(zhuǎn)一周為 360°,所以水平視場角為 360°。垂直視場角為在垂直方向上可以觀測的角度,一般為 40°。而它并不是對稱均勻分布的,因為我們主要是需要掃描路面上的障礙物,而不是把激光打向天空,為了良好的利用激光,因此激光光束會盡量向下偏置一定的角度。并且為了達到既檢測到障礙物,同時把激光束集中到中間感興趣的部分,來更好的檢測車輛,激光雷達的光束不是垂直均勻分布的,而是中間密,兩邊疏。 可以看到激光雷達的有一定的偏置,向上的角度為 15°,向下的為 25°,并且激光光束中間密集,兩邊稀疏。
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,一種激光雷達發(fā)光元件;APD:雪崩光二極管,一種激光雷達感光元件;SPAD:Single Photon Avalanche Diode單光子雪崩二極管,一種激光雷達感光元件;SiPM:Silicon photomultiplier硅光電倍增管,一種激光雷達感光元件;CMOS:Compound metal Oxided Semiconductor 復合金屬氧化物半導體,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互補金屬氧化物半導體圖像傳感器;OPA:Optical Phased Arrays 光學相控陣;FPA:Focal Plane Array焦平面陣列;WD:Wavelength Disperion波長色散;MEMS:Micro-Electro-Mechanical System 微機電系統(tǒng)。激光雷達以其高分辨率成像能力,在無人機地形測繪中發(fā)揮著重要作用。
當三維點較為稠密的時候,可以像視覺一樣提取特征點和其周圍的描述子,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,在計算其局部鄰域的幾何屬性的統(tǒng)計得到關(guān)鍵點的描述子,而當處理目前市面上的激光雷達得到的單幀點云數(shù)據(jù)時,由于點云較為稀疏,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。而有了兩幀點云的數(shù)據(jù)根據(jù)配準得到了相對位姿變換關(guān)系后,我們便可以利用激光雷達傳感器獲得的數(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前幀和上一幀數(shù)據(jù)進行匹配,或者當前幀和累計堆疊出來的子地圖進行匹配,得到位姿變換關(guān)系,從而實現(xiàn)里程計的作用。小巧設(shè)計易隱藏,覽沃 Mid - 360 為機器人外觀增添更多設(shè)計美感。天津高精度激光雷達供應
激光雷達的耐用性保證了其在惡劣環(huán)境下的長期穩(wěn)定運行。北京多線激光雷達供應
激光雷達對策:在實際使用中,對環(huán)境中的透明介質(zhì),特別是表面接近鏡面的透明介質(zhì),需要做特殊處理,避免產(chǎn)生不穩(wěn)定或錯誤的測量結(jié)果。具體的處理方式可以是對介質(zhì)表面做漫反射半透明處理,降低透明度和反射能力,或者在處理測量數(shù)據(jù)時對這些位置做屏蔽。當雷達對鏡面目標進行測量時,需要注意?。≈划斈繕吮砻媾c入射激光垂直時才能有效測量,如果激光入射角不垂直,其漫反射率很低,導致無法有效測量,實際測量到的結(jié)果是鏡面反射光路上的鏡像目標距離,雷達投射在鏡面目標產(chǎn)生了全反射,全反射光投射在目標,雷達實際測試出距離是虛線邊框目標距離。北京多線激光雷達供應