在三維模型重建方面,較初的研究集中于鄰接關(guān)系和初始姿態(tài)均已知時的點云精配準(zhǔn)、點云融合以及三維表面重建。在此,鄰接關(guān)系用以指明哪些點云與給定的某幅點云之間具有一定的重疊區(qū)域,該關(guān)系通常通過記錄每幅點云的掃描順序得到。而初始姿態(tài)則依賴于轉(zhuǎn)臺標(biāo)定、物體表面標(biāo)記點或者人工選取對應(yīng)點等方式實現(xiàn)。這類算法需要較多的人工干預(yù),因而自動化程度不高。接著,研究人員轉(zhuǎn)向點云鄰接關(guān)系已知但初始姿態(tài)未知情況下的三維模型重建,常見方法有基于關(guān)鍵點匹配、基于線匹配、以及基于面匹配 等三類算法。激光雷達(dá)的智能化校準(zhǔn)功能減少了人工干預(yù)的需要。貴州IGV激光雷達(dá)
旋轉(zhuǎn)透射棱鏡:棱鏡激光雷達(dá)也稱為雙楔形棱鏡激光雷達(dá),內(nèi)部包括兩個楔形棱鏡,激光在通過頭一個楔形棱鏡后發(fā)生一次偏轉(zhuǎn),通過第二個楔形棱鏡后再一次發(fā)生偏轉(zhuǎn)。控制兩面棱鏡的相對轉(zhuǎn)速便可以控制激光束的掃描形態(tài)。棱鏡激光雷達(dá)累積的掃描圖案形狀像花瓣,中心點掃描次數(shù)密集,圓的邊緣則相對稀疏,掃描時間持久才能豐富圖像,所以需要加入多個激光雷達(dá)共工作,以便達(dá)到更高的效果。棱鏡可以通過增加激光線束和功率實現(xiàn)高精與長距離探測,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積更難控制,軸承與襯套磨損風(fēng)險較大。上海泰覽Tele-15激光雷達(dá)正規(guī)突破傳統(tǒng),覽沃 Mid - 360 為移動機器人提供全新環(huán)境感知選擇。
激光雷達(dá)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(dāng)雷達(dá)對鏡面目標(biāo)進行測量時,需要注意!!只當(dāng)目標(biāo)表面與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(dǎo)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(biāo)距離,雷達(dá)投射在鏡面目標(biāo)產(chǎn)生了全反射,全反射光投射在目標(biāo),雷達(dá)實際測試出距離是虛線邊框目標(biāo)距離。
全固態(tài)激光雷達(dá)。顧名思義此激光雷達(dá)沒有任何機械擺動結(jié)構(gòu),自然也沒有旋轉(zhuǎn)。將機械化的激光雷達(dá)芯片化,體型更小、性能更好、壽命更可靠,但逃脫不了摩爾定律的軌道,目前有兩種方式。1. 光學(xué)相控陣式(OPA)固態(tài)激光雷達(dá),OPA固態(tài)激光雷達(dá)完全沒有擺動固件,利用多個光源組成陣列,合成特定方向的光束,實現(xiàn)對不同方向的掃描。具有掃描速度快、精度高、可控性好、體積小(Quanergy激光雷達(dá)只有90x60x60mm)等優(yōu)點,缺點是易形成旁瓣,影響光束作用距離和角分辨率,同時生產(chǎn)難度高。2.Flash固態(tài)激光雷達(dá),F(xiàn)lash固態(tài)激光雷達(dá),也可以說是非掃描式,它可以在短時間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光,利用光陣構(gòu)建圖像,就像是照相機,快速記錄整個場景,減少了沒有了轉(zhuǎn)動與鏡片磨損,相對更為穩(wěn)定,不過缺陷也很明顯,比如探測距離較近,對處理器要求較高,相對應(yīng)成本也高。借 360°x59° 超廣 FOV,Mid - 360 力保移動機器人作業(yè)現(xiàn)場安全。
目前的激光雷達(dá),不光只有光探測與測量,更是一種集激光、全球定位系統(tǒng)(GPS)和IMU(InertialMeasurementUnit,慣性測量裝置)三種技術(shù)于一身的系統(tǒng),用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM(數(shù)字高程模型)。這三種技術(shù)的結(jié)合,可以高度準(zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑,測距精度可達(dá)厘米級,激光雷達(dá)較大的優(yōu)勢就是"精確"和"快速、高效作業(yè)"。隨著激光雷達(dá)技術(shù)的進步與發(fā)展,星載激光雷達(dá)的研制和應(yīng)用在20世紀(jì)90年代逐步成熟。2003年,NASA根據(jù)早先提出的采用星載激光雷達(dá)測量兩極地區(qū)冰面變化的計劃,正式將地學(xué)激光測高儀列入地球觀測系統(tǒng)中,并將其搭載在冰體、云量和陸地高度監(jiān)測衛(wèi)星上發(fā)射升空運行。消防救援依靠激光雷達(dá)在濃煙中定位,引導(dǎo)滅火救援。江蘇固態(tài)激光雷達(dá)正規(guī)
為服務(wù)機器人規(guī)劃路徑,助其在室內(nèi)外自主移動作業(yè)。貴州IGV激光雷達(dá)
當(dāng)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(dāng)處理目前市面上的激光雷達(dá)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(zhǔn)得到了相對位姿變換關(guān)系后,我們便可以利用激光雷達(dá)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(dāng)前幀和上一幀數(shù)據(jù)進行匹配,或者當(dāng)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。貴州IGV激光雷達(dá)