給定兩個來自不同坐標(biāo)系的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)集,找到兩個點(diǎn)集空間的變換關(guān)系,使得兩個點(diǎn)集能統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系統(tǒng)中,這個過程便稱為配準(zhǔn)。配準(zhǔn)的目標(biāo)是在全局坐標(biāo)框架中找到單獨(dú)獲取的視圖的相對位置和方向,使得它們之間的相交區(qū)域完全重疊。對于從不同視圖(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,需要一個能夠?qū)⑺鼈儗R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。激光雷達(dá)的集成度高,便于安裝在各種平臺上。深圳國產(chǎn)激光雷達(dá)批發(fā)
從應(yīng)用看,具備車規(guī)級量產(chǎn)實(shí)力的Tier1供貨商有法雷奧(Scala)、鐳神智能(CH32),Innovusion(Falcon)。2017年,奧迪A8為全球頭一款量產(chǎn)的L3級別自動駕駛的乘用車,其搭載的激光雷達(dá)便是法雷奧和Ibeo聯(lián)合研發(fā)的4線旋轉(zhuǎn)掃描鏡激光雷達(dá)。2020年,鐳神智能自主研發(fā)的CH32面世,成為全球第二款獲得車規(guī)級認(rèn)證的轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá),目前已經(jīng)規(guī)?;桓稏|風(fēng)悅享量產(chǎn)前裝車型生產(chǎn)。2022年,搭載Innovusion Falcon激光雷達(dá)的蔚來ET7上市,該款激光雷達(dá)為1550nm方案,等效300線數(shù)。從售價看,法雷奧Scala 2為900歐元(約6500元人民幣),已經(jīng)下降至車企可接受的價格范圍。深圳國產(chǎn)激光雷達(dá)批發(fā)憑借主動抗串?dāng)_,Mid - 360 在室內(nèi)多雷達(dá)信號中穩(wěn)定工作。
探測距離,激光雷達(dá)標(biāo)稱的較遠(yuǎn)探測距離一般為150-200m,實(shí)際上距離過遠(yuǎn)的時候,采樣的點(diǎn)數(shù)會明顯變少,測量距離和激光雷達(dá)的分辨率有著很大的關(guān)系。以激光雷達(dá)的垂直分辨率為0.4°較遠(yuǎn)探測距離為200m舉例,在經(jīng)過200m后激光光束2個點(diǎn)之間的距離為,也就是說只能檢測到高于1.4m的障礙物。如下圖10所示。如果要分辨具體的障礙物類型,那么需要采樣點(diǎn)的數(shù)量更多,因此激光雷達(dá)有效的探測距離可能只有60-70m。增加激光雷達(dá)的探測距離有2種方法,一是增加物體的反射率,二是增加激光的功率。物體的反射率是固定的,無法改變,那么就只能增加激光的功率了。但是增加激光的功率會損傷人眼,只能想辦法增加激光的波長,以避開人眼可見光的范圍,這樣可以適當(dāng)增大激光的功率。探測距離是制約激光雷達(dá)的另一個障礙,汽車在高速行駛的過程中越早發(fā)現(xiàn)障礙物,就越能預(yù)留越多的反應(yīng)時間,從而避免交通事故。
工業(yè)自動化與自動駕駛:工業(yè)自動化,機(jī)器人應(yīng)用范圍包括無人送貨小車、自動清掃車輛、園區(qū)內(nèi)的接駁車、港口或礦區(qū)的無人作業(yè)車、執(zhí)行監(jiān)控或巡線任務(wù)的無人機(jī)等,這些場景的主要特點(diǎn)是路線相對固定、環(huán)境相對簡單、行駛速度相對較低(通常不超過30km/h)。激光雷達(dá)可安裝在AGV等小型車輛中,在工廠或倉庫中,集成激光雷達(dá)可以被用于導(dǎo)航自動化設(shè)備,如自動引導(dǎo)車和機(jī)器人,并幫助它們避免撞擊障礙物,以幫助其在無人環(huán)境下自動感知路線從而進(jìn)行日常作業(yè)??故彝鈴?qiáng)光,Mid - 360 室內(nèi)昏暗與室外強(qiáng)光下性能無縫銜接。
全固態(tài)激光雷達(dá)。顧名思義此激光雷達(dá)沒有任何機(jī)械擺動結(jié)構(gòu),自然也沒有旋轉(zhuǎn)。將機(jī)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(shí)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(diǎn),缺點(diǎn)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(jī),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。激光雷達(dá)的高穩(wěn)定性使其在太空探測任務(wù)中備受青睞。四川港口激光雷達(dá)
激光雷達(dá)的耐用性保證了其在惡劣環(huán)境下的長期穩(wěn)定運(yùn)行。深圳國產(chǎn)激光雷達(dá)批發(fā)
在體積限制下,F(xiàn)lash激光雷達(dá)的功率密度不能很高。因此,F(xiàn)lash激光雷達(dá)目前的問題是,由于功率密度的限制,無法考慮三個參數(shù):視場角、檢測距離和分辨率,即如果檢測距離較遠(yuǎn),則需要放棄視場角或分辨率;如果需要高分辨率,則需要放棄視場角或檢測距離。Flash激光雷達(dá)采用面光源泛光成像,其發(fā)射的光線會散布在整個視場內(nèi),因此不需要折射就可以覆蓋FOV區(qū)域了,難點(diǎn)在于如何提升其功率密度從而提升探測精度和距離,目前通常使用VCSEL光源組成二維矩陣形成面光源。深圳國產(chǎn)激光雷達(dá)批發(fā)