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发布时间:2022-07-22 19:27:00 作者:航鑫光电
红外光源计量反射板—————广州航鑫光电科技有限公司,是一家专门做激光雷达标定板、反射板的公司。
激光雷达
激光雷达是目前定位选择的主流传感器,带自主导航的室内扫地机的商用产品,一般都会配备激光雷达。在自动驾驶领域,高精地图的采集及定位应用, 使用的是多线激光雷达方案。
激光雷达分为单线和多线, 单线雷达只能扫描一个平面的障碍,所以直接出来的是一个2D地图。 多线雷达(有16线,32线,64线)产品,通过多个扫描面的组合,可以给出丰富的环境3D点云。
激光雷达定位, 主要是激光SLAM算法,跟视觉SLAM一样,也分前端雷达里程计和后端回环检测矫正。
激光SLAM对CPU的消耗,是远远低于视觉SLAM的,鲁棒性更好,更加稳定。以2D激光SLAM为例,它可以在任意时刻得到某个特定高度水平面的2D障碍轮廓,所以在做前端里程计的时候,连续两帧,计算局部的地图轮廓匹配,可以使用相对比较少的计算量获取相对位移。
激光扫描出的点有准确度很高的深度信息,这样在做后端回环优化的时候,不需要优化某个位姿下的观测值(扫描的点云), 而直接优化位姿。
对于视觉SLAM, 不论是单目SLAM 通过三角测量算出的点云深度,还是深度SLAM中获取到的点深度, 有很大噪声在里面,所以优化要对观测点和位姿一起优化调整。
激光做定位的缺点是受环境如雨、雾的影响比较大,对于透明介质也无法得到准确的深度信息。
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激光雷达中激光的特性
光源发出光束的方向性通常用发散角2θ(单位rad)来描述,亦可用光束所占的空间立体角ΔΩ=πθ2(单位sr)来描述。
普通光源辐射的光束来自于自发辐射,自发辐射总是任意的,是向4π立体角辐射的,所以方向性很差。
激光的优良方向性,是激光器的工作原理和结构决定的。由于激光器中增益介质只向特定模式提供能量,受激辐射提供的光子总是与激发光完全一样,同频率、同偏振、同位相和同方向。
所以,如果谐振腔选出的模不受衍射的影响,激光束的发散角可以小。一般说来,激光器的发散角(θ)决定于该激光器的腔长,环境地球物理学概论式中:λ是激光波长,L是腔长。若λ=0.63μm,L=0.4 m,则θ=2×10-3rad。增加腔长,还可以进一步减小发散角。
不同类型激光器的方向性差别很大,这与增益介质的类型、均匀性、光腔的类型、腔长、激励方式和激光器的工作状态有关。气体激光器的增益介质有良好的均匀性,且腔长大,方向性好;固体激光器的方向性差;半导体激光器的方向性差。
激光雷达应用场景有那些?
激光雷达不仅可以单独使用,也能够同微波雷达,可见光电视、红外电视或微光电视等成像设备组合使用,使得系统既能搜索到远距离目标,又能实现对目标的精密跟踪。除了大众所熟知的自动驾驶,激光雷达在很多领域也发挥着的作用。
1、城市三维建筑模型
“数字城市”是数字地球技术系统的重要组成部分,而表达城市主要物体的三维模型包括三维地形,三维建筑模型、三维管线模型。这些三维建筑模型是数字城市重要的基础信息之一。
激光雷达技术可以快速完成三维空间数据采集,经过处理便可得到具有坐标信息的影像数据。
2、大气环境监测
激光雷达由于探测波长短、波束定向性强,能量密度高,因此具有高空间分辨率、高的探测灵敏度、能分辨被探测物种和不存在探测盲区等优点,已经成为目前对大气进行高精度遥感探测的有效手段。利用激光雷达可以探测气溶胶、云粒子的分布、大气成分和风场的垂直廓线,对主要污染源可以进行有效监控
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