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移动机器人定位的基本概念

我们来考虑机器人和自动驾驶的定位问题，其实它是要估计运动主体（机器人本身或者车辆）这个参考帧，相对于周遭静止环境的位姿或者位姿变化， 这个周遭静止的环境，我们可以统称为世界坐标系。

移动定位问题，可以简化为跟重力方向垂直的水平面上的2D位姿估计。 2D坐标系的(0,0)点, 及x,y轴的朝向其实可以是任意的，只要基准定好了，后面的参考不变即可。

对于自动驾驶，有一些细节需要补充， 我们熟知的定位（GPS）是经纬度坐标，如何对应平面笛卡尔坐标系呢？

经纬度坐标可以通过墨卡托投影系统（Universal Transverse Mercator，UTM）投影到UTM 的一个区块中， 区块中再细的位置可以看成一个2D平面使用笛卡尔坐标进行表征， 这样球面的经纬度坐标和平面坐标是可以转换的。

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LiDAR的介绍

发射系统是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钛亿铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成;

接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。

激光雷达是工作于光波段的新型雷达系统，目前,激光雷达可以采用0.53u m、0.63u m、0.8~ 0.9u m、1.06u m、1.54u m、2u m和10.6u m等7个波长段,它与微波和毫米波雷达相比，具有以下优势

(1)工作频率高、波长短;

(2)距离、速度和角位置测量精度高;

(3)体积小、重量轻、机动灵活，利于机载和航天器载。

p为朗伯目标的反射系数。

当接收回波功率Pr 恰好等于小可检测信号 。

与输出信噪比有关,为了提高雷达的作用距离,必须提高激光测距雷达的输出信噪比。

而提出利用m序列的相关特性,采用相关检测理论和相干积累信号处理技术,可提高激光雷达的信号处理增益，从而获得高的测距精度和远的探测距离。

这一点可以通过接收机相关接收的扩频增益来体现。

m序列是长线性移位寄存器序列的简称。m序列是由多级移位寄存器或其他延迟元件通过线性反馈产生的长的码序列。

测距误差简要分析

激光测距机的测距精度主要依赖于计数器的计数精度和仪器的测距误差。

计数精度决定于计数器中基准振荡频率,也就是说,基准振荡器频率一定,那么计数精度就是一个定值。

而测距误差是指测距机的显示结果与实际距离之差。

影响测距误差的主要因素:

A.晶体振荡器频率稳定度的影响

B.接收系统响应时间的影响

c.激光脉冲宽度的影响﹒