这里就来分享一下激光雷达在实际应用中的那些小细节~工作原理:激光雷达是基于时间飞行(TOF)工作原理;激光雷达发射激光脉冲,并测量此脉冲经被测目标表面反射后返回的时间,然后换算成距离数据发射光和接受光时间差为t,c为光速,则雷达与目标的距离为雷达通过一个反射镜对测距激光脉冲进行反射。当反射镜被电机带动旋转时,从而形成一个与旋转轴垂直的扫描平面。雷达定时发出脉冲光,同时电机带动发射镜旋转,这样就可以构成二维点云数据。激光雷达的维护简单,降低了使用成本。浙江四探头激光雷达

MEMS阵镜激光雷达优点:MEMS微振镜摆脱了笨重的马达、多发射/接收模组等机械运动装置,毫米级尺寸的微振镜较大程度上减少了激光雷达的尺寸,提高了稳定性;MEMS微振镜可减少激光发射器和探测器数量,极大地降低成本。缺点:有限的光学口径和扫描角度限制了Lidar的测距能力和FOV,大视场角需要多子视场拼接,这对点云拼接算法和点云稳定度要求都较高;抗冲击可靠性存疑;振镜尺寸问题:远距离探测需要较大的振镜,不但价格贵,对快轴/慢轴负担大,材质的耐久疲劳度存在风险,难以满足车规的DV、PV的可靠性、稳定性、冲击、跌落测试要求;悬臂梁:硅基MEMS的悬臂梁结构实际非常脆弱,快慢轴同时对微振镜进行反向扭动,外界的振动或冲击极易直接致其断裂。广东傲览Avia激光雷达正规环境监测时激光雷达追踪污染物,评估区域环境质量。

给定两个来自不同坐标系的三维数据点集,找到两个点集空间的变换关系,使得两个点集能统一到同一坐标系统中,这个过程便称为配准。配准的目标是在全局坐标框架中找到单独获取的视图的相对位置和方向,使得它们之间的相交区域完全重叠。对于从不同视图(views)获取的每一组点云数据,点云数据很有可能是完全不相同的,需要一个能够将它们对齐在一起的单一点云模型,从而可以应用后续处理步骤,如分割和进行模型重建。目前对配准过程较常见的主要是 ICP 及其变种算法,NDT 算法,和基于特征提取的匹配。
楔形棱镜旋转雷达,收发模块的PLD(PulsedLaserDiode)发射出激光,通过反射镜和凸透镜变成平行光,扫描模块的两个旋转的棱镜改变光路,使激光从某个角度发射出去。激光打到物体上,反射后从原光路回来,被APD接收。与MEMSLidar相比,它可以做到很大的通光孔径,距离也会测得较远。与机械旋转Lidar相比,它极大地减少了激光发射和接收的线数,降低了对焦与标定的复杂度,大幅提升生产效率,降低成本。优点:非重复扫描,解决了机械式激光雷达的线式扫描导致漏检物体的问题;可实现随着扫描时间增加,达到近100%的视场覆盖率;没有电子元器件的旋转磨损,可靠性更高,符合车规。缺点:单个雷达的FOV较小,视场覆盖率取决于积分时间;独特的扫描方式使其点云的分布不同于传统机械旋转Lidar,需要算法适配。激光雷达在地质勘探中实现了对地下矿藏的精确定位。

旋转透射棱镜:棱镜激光雷达也称为双楔形棱镜激光雷达,内部包括两个楔形棱镜,激光在通过头一个楔形棱镜后发生一次偏转,通过第二个楔形棱镜后再一次发生偏转。控制两面棱镜的相对转速便可以控制激光束的扫描形态。棱镜激光雷达累积的扫描图案形状像花瓣,中心点扫描次数密集,圆的边缘则相对稀疏,扫描时间持久才能丰富图像,所以需要加入多个激光雷达共工作,以便达到更高的效果。棱镜可以通过增加激光线束和功率实现高精与长距离探测,但结构复杂、体积更难控制,轴承与衬套磨损风险较大。激光雷达在考古发掘中用于绘制遗址的三维模型。浙江四探头激光雷达
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第三组基于回波能量强度判断采样点是否为噪点。通常情况下,激光光束受到类似灰尘、雨雾、雪等干扰产生的噪点的回波能量很小。目前按照回波能量强度大小将噪点置信度分为二档:01 表示回波能量很弱:这类采样点有较高概率为噪点,例如灰尘点;10 表示回波能量中等,该类采样点有中等概率为噪点,例如雨雾噪点。噪点置信度越低,说明该点是噪点的可能性越低。第四组基于采样点的空间位置判断是否为噪点。例如:激光探测测距只在测量前后两个距离十分相近的物体时,两个物体之间可能会产生拉丝状的噪点。目前按照不同的噪点置信度分为三档,噪点置信度越低,说明该点是噪点的可能性越低。浙江四探头激光雷达