優(yōu)劣勢(shì)分析,優(yōu)勢(shì):MEMS激光雷達(dá)因?yàn)閿[脫了笨重的「旋轉(zhuǎn)電機(jī)」和「掃描鏡」等機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置,去除了金屬機(jī)械結(jié)構(gòu)部件,同時(shí)配備的是毫米級(jí)的微振鏡,這較大程度上減少了MEMS激光雷達(dá)的尺寸,與傳統(tǒng)的光學(xué)掃描鏡相比,在光學(xué)、機(jī)械性能和功耗方面表現(xiàn)更為突出。其次,得益于激光收發(fā)單元的數(shù)量的減少,同時(shí)MEMS振鏡整體結(jié)構(gòu)所使用的硅基材料還有降價(jià)空間,因此MEMS激光雷達(dá)的整體成本有望進(jìn)一步降低。劣勢(shì):MEMS激光雷達(dá)的「微振鏡」屬于振動(dòng)敏感性器件,同時(shí)硅基MEMS的懸臂梁結(jié)構(gòu)非常脆弱,外界的振動(dòng)或沖擊極易直接致其斷裂,車載環(huán)境很容易對(duì)其使用壽命和工作穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。小巧設(shè)計(jì)易隱藏,覽沃 Mid - 360 為機(jī)器人外觀增添更多設(shè)計(jì)美感。廣東泰覽Tele-15激光雷達(dá)渠道
LiDAR的結(jié)構(gòu)。激光雷達(dá)主要包括激光發(fā)射、接收、掃描器、透鏡天線和信號(hào)處理電路組成。激光發(fā)射部分主要有兩種,一種是激光二極管,通常有硅和砷化鎵兩種基底材料,再有一種就是目前非常火熱的垂直腔面發(fā)射(VCSEL)(比如 iPhone 上的 LiDAR),VCSEL 的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉,體積極小,功耗極低,缺點(diǎn)是有效距離比較短,需要多級(jí)放大才能達(dá)到車用的有效距離。激光雷達(dá)主要應(yīng)用了激光測(cè)距的原理,而如何制造合適的結(jié)構(gòu)使得傳感器能向多個(gè)方向發(fā)射激光束,如何測(cè)量激光往返的時(shí)間,這便區(qū)分出了不同的激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)。廣東泰覽Tele-15激光雷達(dá)渠道服務(wù)機(jī)器人借助激光雷達(dá)規(guī)劃路徑,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外自主移動(dòng)。
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)。
在實(shí)際應(yīng)用中,很多時(shí)候并不知道點(diǎn)云之間的鄰接關(guān)系。針對(duì)此,研究人員開發(fā)了較小張樹算法和連接圖算法以實(shí)現(xiàn)鄰接關(guān)系的計(jì)算。總體而言,三維模型重建算法的發(fā)展趨勢(shì)是自動(dòng)化程度越來越高,所需人工干預(yù)越來越少,且應(yīng)用面越來越廣。然而,現(xiàn)有算法依然存在運(yùn)算復(fù)雜度較高、只能針對(duì)單個(gè)物體、且對(duì)背景干擾敏感等問題。研究具有較低運(yùn)算復(fù)雜度且不依賴于先驗(yàn)知識(shí)的全自動(dòng)三維模型重建算法,是目前的主要難點(diǎn)。然而,如何在包含遮擋、背景干擾、噪聲、逸出點(diǎn)以及數(shù)據(jù)分辨率變化等的復(fù)雜場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)對(duì)感興趣目標(biāo)的檢測(cè)識(shí)別與分割,仍然是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的問題。航空測(cè)繪依靠激光雷達(dá)獲取數(shù)據(jù),服務(wù)城市規(guī)劃建設(shè)。
半固態(tài)-棱鏡式激光雷達(dá),無人機(jī)廠商大疆孵化覽沃科技(Livox)入局激光雷達(dá),便是采用的棱鏡式掃描方案,大疆利用其在無人機(jī)領(lǐng)域積累的電機(jī)精確調(diào)控技術(shù)及自動(dòng)化產(chǎn)線,有信心克服棱鏡軸承或襯套壽命的難題,也為其激光雷達(dá)技術(shù)構(gòu)筑護(hù)城河。工作原理,棱鏡式激光雷達(dá)也稱為雙楔形棱鏡式激光雷達(dá),內(nèi)部包括兩個(gè)楔形棱鏡,激光在通過頭一個(gè)楔形棱鏡后發(fā)生一次偏轉(zhuǎn),通過第二個(gè)楔形棱鏡后再一次發(fā)生偏轉(zhuǎn)。控制兩面棱鏡的相對(duì)轉(zhuǎn)速便可以控制激光束的掃描形態(tài)。與前面提到的掃描形式不同,棱鏡激光雷達(dá)累積的掃描圖案形狀狀若菊花,而并非一行一列的點(diǎn)云狀態(tài)。這樣的好處是只要相對(duì)速度控制得當(dāng),在同一位置長(zhǎng)時(shí)間掃描幾乎可以覆蓋整個(gè)區(qū)域。港口作業(yè)借助激光雷達(dá)引導(dǎo)裝卸,提升集裝箱操作準(zhǔn)度。深圳覓道Mid-360激光雷達(dá)價(jià)位
激光雷達(dá)在航空測(cè)量中提供了高精度的地理數(shù)據(jù)。廣東泰覽Tele-15激光雷達(dá)渠道
給定兩個(gè)來自不同坐標(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)過程較常見的主要是 ICP 及其變種算法,NDT 算法,和基于特征提取的匹配。廣東泰覽Tele-15激光雷達(dá)渠道