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車載激光雷達(dá)有什么作用 車載激光雷達(dá)安裝使用

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導(dǎo)語

激光雷達(dá)是以發(fā)射光束探測目標(biāo)的位置,、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng),,其相當(dāng)于我們的眼睛,,具有很強(qiáng)大復(fù)雜的信息感知和處理能力。激光雷達(dá)在很多年前就被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)避障,、偵查成像,、導(dǎo)彈制導(dǎo)等領(lǐng)域,應(yīng)用場景極為豐富,,現(xiàn)在逐漸應(yīng)用在汽車行業(yè)上,。車載激光雷達(dá)主要作用于汽車安全技術(shù)和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)上,但現(xiàn)階段產(chǎn)品還不夠完善,,成本還是過高,。下面為大家詳細(xì)介紹車載激光雷達(dá)安裝使用。

車載激光雷達(dá)是什么

  • 車載激光雷達(dá)又稱車載三維激光掃描儀,,是一種移動(dòng)型三維激光掃描系統(tǒng),,是城市建模的最有效的工具之一。

    激光雷達(dá)以激光束為信息載體,,利用相位,、振幅、頻率等來搭載信息,,并將輻射源頻率提高到光頻段,,能夠探測極微小的目標(biāo)。它是現(xiàn)代光學(xué)的前沿技術(shù),,涉及到物理學(xué)的多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,,融合了傳統(tǒng)雷達(dá)和現(xiàn)代激光的優(yōu)點(diǎn),是一種主動(dòng)遙感的先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)物,。

車載激光雷達(dá)的工作原理
  • 激光雷達(dá)的工作原理與雷達(dá)非常相近,。由激光器發(fā)射出的脈沖激光由空中入射到地面上,打到樹木上,,道路上,,橋梁上,房子上,,引起散射,。一部分光波會(huì)經(jīng)過反射返回到到激光雷達(dá)的接收器中,。接收器通常是一個(gè)光電倍增管或一個(gè)光電二極管,它將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),,記錄下來,。同時(shí)由所配備的計(jì)時(shí)器記錄下來同一個(gè)脈沖光信號(hào)由發(fā)射到被接收的時(shí)間

    車載激光雷達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)劣主要取決于2D激光掃描儀的性能,。據(jù)ma_igoo小編了解,,激光發(fā)射器線束的越多,每秒采集的云點(diǎn)就越多,。然而線束越多也就代表著激光雷達(dá)的造價(jià)就更加昂貴。

車載激光雷達(dá)的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
測量的準(zhǔn)確性和測距的精度高,。
信息獲取能力,,尤其是三維信息獲取能力,比微波和毫米波要好得多,。
缺點(diǎn)
會(huì)受天氣的影響,,例如霧和雨對(duì)它的測距會(huì)有影響,影響最嚴(yán)重的就是沙塵暴,。
價(jià)格昂貴,,沒有辦法真正廣泛應(yīng)用,除非是非常高檔的車,。
激光雷達(dá)的重要指標(biāo)
測量距離
激光雷達(dá)的感知范圍是多遠(yuǎn),,目前主流的產(chǎn)品的測量距離是150m。
測距精度
激光雷達(dá)對(duì)探測距離的精確度,,目前主流是厘米級(jí)的精度,。
水平視場角
激光雷達(dá)的水平視野角度(AOB),相當(dāng)于我們?nèi)搜鄣臋M向視野,,最高360度,。
垂直視場角
激光雷達(dá)的垂直視野角度(BOC),相當(dāng)于我們?nèi)搜鄣呢Q向視野,。越大越好,,目前主流為30度/15度。垂直視場角和水平視場角合稱為視場角度,,我們經(jīng)??吹降腇OV,說的就是它,,表示激光雷達(dá)的總視野,。
測量時(shí)間和幀頻率
激光雷達(dá)的激光從發(fā)射到返回的時(shí)間,相當(dāng)于一個(gè)測量周期所花費(fèi)的時(shí)間,。時(shí)間越短對(duì)運(yùn)動(dòng)信息的采集就越好,,高速行駛時(shí)的反應(yīng)時(shí)間就越短,。
縱向和水平分辨率
也叫角分辨率,相當(dāng)于我們顯示器的分辨率,,度數(shù)越小,,得到的圖像就越清晰。目前主流的激光雷達(dá)一般為0.1~1度,。
出點(diǎn)數(shù)
激光雷達(dá)每秒發(fā)射的激光點(diǎn)數(shù),,點(diǎn)數(shù)越多激光就可以越密集。目前主流激光雷達(dá)可以每秒發(fā)出幾萬點(diǎn)至幾十萬點(diǎn)激光,。
線束
也叫等效點(diǎn)云密度,,是激光雷達(dá)垂直方向上的激光的分布數(shù)量,一般為16線,、32線,、64線,越多越好,。
激光雷達(dá)的作用
自動(dòng)駕駛應(yīng)用

  • 汽車激光雷達(dá)主要作用于自動(dòng)駕駛上,,也就是未來的無人駕駛,不過目前僅為自動(dòng)駕駛輔助所應(yīng)用,。激光雷達(dá)在汽車上主要以多線束為主,,可以起到幫助汽車感知道路環(huán)境,自行規(guī)劃行車路線,,并控制車輛達(dá)到預(yù)定目標(biāo)的作用,。比如根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時(shí)間,計(jì)算目標(biāo)與自己的相對(duì)距離,,從而可以幫助車輛識(shí)別路口與方向,。

道路和高速公路方面的應(yīng)用
標(biāo)題標(biāo)題標(biāo)題標(biāo)題
  • 滑坡分析,危害評(píng)估(滑坡變形測量與危害分析,,滑石和流水分析)
  • 公路資產(chǎn)清查(交通標(biāo)志,,隔音障,護(hù)欄,,下水道口,,排水溝等)
  • 公路檢測(車轍,道路表面,,道路變形)
  • 公路幾何模型(橫向和縱向的剖面分析)
  • 結(jié)構(gòu)分析(立交橋)
  • 淹水評(píng)估分析
  • 在 GIS系統(tǒng)中的疊加分析
  • 公路測量,,維護(hù)和勘察
  • 交通流量分析,安全評(píng)估和環(huán)境污染評(píng)估
  • 土石方量分析
  • 駕駛視野和安全分析
車載激光雷達(dá)的分類
  • 按照軟件和硬件的不同,,目前激光雷達(dá)有20多種分類方法,。不過買購網(wǎng)編輯知道目前主流的分類方法是按照的激光發(fā)射方式進(jìn)行分類,也可以叫掃描方式,大體分為機(jī)械,,混合和固態(tài)三種類型,。

  • 機(jī)械激光雷達(dá)
    機(jī)械激光雷達(dá)在眾多激光雷達(dá)種類中擁有最強(qiáng)的視野,也是最早出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)形式,。其所采用的機(jī)械結(jié)構(gòu),,在工作時(shí)以一定的速度旋轉(zhuǎn),使雷達(dá)獲得360°的水平全景視野,,在垂直方向采用了定向分布式掃描,。不過由于需要機(jī)械旋轉(zhuǎn),有運(yùn)動(dòng)部件,,導(dǎo)致雷達(dá)的可靠性差,,壽命短。使得這種雷達(dá)目前無法通過車規(guī)級(jí)認(rèn)證,,大多用在非量產(chǎn)的高階自動(dòng)駕駛驗(yàn)證車上面,。
  • 固態(tài)激光雷達(dá)
    固態(tài)的意思是激光雷達(dá)是一個(gè)整體,沒有需要旋轉(zhuǎn)和可動(dòng)的掃描部件的激光雷達(dá),。它是未來激光雷達(dá)的終極形態(tài),,由于沒有了旋轉(zhuǎn)部件,,在可靠性和壽命上有極大的優(yōu)勢,。
  • 混合固態(tài)雷達(dá)
    混合雷達(dá)是機(jī)械雷達(dá)和純固態(tài)雷達(dá)方案的妥協(xié)方案。與機(jī)械式激光雷達(dá)相比,,只掃描前方一定角度內(nèi)的范圍,;同純固態(tài)激光雷達(dá)相比,仍然有一些較小的活動(dòng)部件,。不過混合固態(tài)激光雷達(dá)在成本,、體積等方面更容易得到控制,是目前階段量產(chǎn)裝車的主流產(chǎn)品,。
車載激光雷達(dá)如何安裝
安裝在車頂
特點(diǎn)
站得高,、望得遠(yuǎn)、看得廣,,安全度高,。
  • 將激光雷達(dá)安放在車頂,起到車企想要達(dá)到“望得遠(yuǎn)”的效果,。面對(duì)復(fù)雜的路況,,顯然位置越高越有利于監(jiān)視更遠(yuǎn)的道路情況,提前做好預(yù)判,。安裝的位置達(dá)到一定高度時(shí),,可以實(shí)現(xiàn)越過前車探測到前車的情況。將激光雷達(dá)安放在車頂,,能夠避免甩泥,、飛石,、剮蹭等突發(fā)性事件的發(fā)生。但這種安裝方式對(duì)車輛的外觀造型也會(huì)存在較大的爭議,。
安裝在前保險(xiǎn)杠
特點(diǎn)
兼顧造型審美,、保障近場低矮障礙物盲區(qū)。
  • Maigoo網(wǎng)編認(rèn)為這種方式幾乎完美地將激光雷達(dá)起到了隱藏效果,,如果再將前保險(xiǎn)杠加以熏黑化處理,,基本能夠滿足消費(fèi)者的傳統(tǒng)審美觀。將激光雷達(dá)安置在保險(xiǎn)杠位置,,垂直方向上視野盲區(qū)更小,,對(duì)近場低矮障礙物的識(shí)別更好。但由于安裝位置的過低,,對(duì)于激光雷達(dá)的視野掃描范圍而言肯定是有一定弊端,,免不了會(huì)出現(xiàn)遮擋以及盲區(qū)。
車載激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)的區(qū)別
  • 激光雷達(dá)使用激光作為探測手段,,而毫米波雷達(dá)使用毫米波作為探測手段,。毫米波的波長是毫米,激光本質(zhì)上是電磁波,,但波長要小得多,,大概幾百納米,大概是毫米波的千分之一到萬分之一,。


    此外,,從實(shí)際效果來看,激光雷達(dá)獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后,,可以被AI識(shí)別,,準(zhǔn)確判斷障礙物的類型,是人還是狗,,是車還是樹,,然后自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可以根據(jù)障礙物的類型更加智能,作為判斷的依據(jù),。

    但是毫米波的探測精度要低很多,。它只能確定障礙物的大致形狀和距離,而不能用來獲取更精確的輪廓和三維形狀信息,。毫米波雷達(dá)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于L1,、L2的自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng),如自動(dòng)跟車,,其中很多都使用了米波雷達(dá),。

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