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車載激光雷達有什么作用 車載激光雷達安裝使用

本文章由 MAIGOO編輯 上傳提供 2023-09-06 評論 0
導語

激(ji)(ji)光(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)是(shi)以(yi)發射(she)光(guang)束探測目標(biao)的位置(zhi)、速度等特征(zheng)量的雷(lei)達(da)(da)(da)系(xi)統,其相(xiang)當于(yu)(yu)我們的眼睛,具有很強大復雜的信息(xi)感知和(he)處理能力。激(ji)(ji)發光(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)在很多(duo)年前(qian)就(jiu)被廣泛應用(yong)于(yu)(yu)飛機避障、偵查(cha)成像、導彈(dan)制導等領(ling)域,應用(yong)場景極(ji)為豐富,現在逐漸應用(yong)在汽車(che)(che)行(xing)業(ye)上。車(che)(che)載激(ji)(ji)光(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)主要(yao)作用(yong)于(yu)(yu)汽車(che)(che)安全技術和(he)自動駕駛系(xi)統上,但現階段產品(pin)還(huan)不夠完善,成本還(huan)是(shi)過高。下面為大家詳細(xi)介紹車(che)(che)載激(ji)(ji)光(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)安裝使用(yong)。

車載激光(guang)雷達是什么

  • 車(che)載激光雷達又稱車(che)載三維激光掃描儀,是一種移動型(xing)三維激光掃描系統(tong),是城市建模的最有效的工具(ju)之一。

    激(ji)光(guang)雷達以激(ji)光(guang)束為信(xin)息(xi)載體,利用相位、振幅、頻率(lv)(lv)等(deng)來(lai)搭載信(xin)息(xi),并將輻射源頻率(lv)(lv)提高到(dao)光(guang)頻段(duan),能夠探測極微小的(de)目標。它是現(xian)代光(guang)學(xue)(xue)的(de)前沿技(ji)術,涉及到(dao)物理學(xue)(xue)的(de)多個學(xue)(xue)科領域,融合了傳統雷達和現(xian)代激(ji)光(guang)的(de)優(you)點,是一種主(zhu)動(dong)遙感(gan)的(de)先進技(ji)術產物。

車載激光雷達(da)的工(gong)作原理
  • 激(ji)光(guang)(guang)(guang)雷(lei)達(da)的(de)工作原理與雷(lei)達(da)非常(chang)相近。由(you)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器發射(she)出的(de)脈(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)由(you)空中(zhong)入射(she)到(dao)(dao)地面上,打到(dao)(dao)樹木上,道路上,橋梁上,房子上,引起散射(she)。一(yi)部分光(guang)(guang)(guang)波會經過反(fan)射(she)返回(hui)到(dao)(dao)到(dao)(dao)激(ji)光(guang)(guang)(guang)雷(lei)達(da)的(de)接收(shou)器中(zhong)。接收(shou)器通常(chang)是一(yi)個光(guang)(guang)(guang)電倍增管或一(yi)個光(guang)(guang)(guang)電二極(ji)管,它將(jiang)光(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)轉(zhuan)變(bian)為電信(xin)號(hao),記錄下來。同時由(you)所配備的(de)計(ji)時器記錄下來同一(yi)個脈(mo)(mo)沖(chong)光(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)由(you)發射(she)到(dao)(dao)被接收(shou)的(de)時間T。

    車載激(ji)光雷達系統的優(you)劣主要取決(jue)于2D激光掃描儀的性能。據(ju)ma_igoo小(xiao)編了解,激光發射器(qi)線束(shu)的(de)(de)越多(duo),每秒采集的(de)(de)云點(dian)就越多(duo)。然而線束(shu)越多(duo)也就代表著激光雷(lei)達的(de)(de)造價就更加昂貴。

車(che)載激光雷達(da)的優(you)缺(que)點
優點
測量的準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
會受天氣的影響,例如霧和雨對它的測距會有影響,影響最嚴重的就是沙塵暴。
價格昂貴,沒有辦法真正廣泛應用,除非是非常高檔的車。
激光雷(lei)達(da)的重要(yao)指標
測量距離
激光雷達的感知范圍,能探測多遠,目前主流的是150m。
測距精度
激光雷達對探測距離的精確度,目前主流是厘米級的精度。
水平視場角(jiao)
激光雷達的水平視野角度(AOB),相當于我們人眼的橫向視野,最高360度。
垂(chui)直(zhi)視場角
激光雷達的垂直視野角度(BOC),相當于我們人眼的豎向視野。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,我們經常看到的FOV,說的就是它,表示激光雷達的總視野。
測(ce)量(liang)時間和幀頻率
激光雷達的激光從發射到返回的時間,相當于一個測量周期所花費的時間。時間越短對運動信息的采集就越好,高速行駛時的反應時間就越短。
縱向(xiang)和水平分辨率
也叫角分辨率,相當于我們顯示器的分辨率,度數越小,得到的圖像就越清晰。目前主流的激光雷達一般為0.1~1度。
出點(dian)數
激光雷達每秒發射的激光點數,點數越多激光就可以越密集。目前主流激光雷達可以每秒發出幾萬點至幾十萬點激光。
線(xian)束
也叫等效點云密度,是激光雷達垂直方向上的激光的分布數量,一般為16線、32線、64線,越多越好。
激光雷(lei)達的作用
自動駕駛應用

  • 汽(qi)車(che)(che)激光雷(lei)達(da)(da)主要(yao)作用(yong)于自(zi)動駕(jia)駛上(shang),也就是未來的(de)無(wu)人(ren)駕(jia)駛。不(bu)過(guo)目前僅為(wei)自(zi)動駕(jia)駛輔助(zhu)所應用(yong)。激光雷(lei)達(da)(da)在(zai)汽(qi)車(che)(che)上(shang)主要(yao)以(yi)多線(xian)束(shu)為(wei)主,可(ke)以(yi)起到幫助(zhu)汽(qi)車(che)(che)感知道路環境(jing),自(zi)行(xing)(xing)規劃行(xing)(xing)車(che)(che)路線(xian),并控制車(che)(che)輛(liang)達(da)(da)到預定目標的(de)作用(yong)。比如根據激光遇到障(zhang)礙物后的(de)折返時間,計算(suan)目標與自(zi)己的(de)相對(dui)距(ju)離(li),從而可(ke)以(yi)幫助(zhu)車(che)(che)輛(liang)識別(bie)路口與方(fang)向(xiang)。

道路和高速公路方面的應用
標(biao)(biao)題標(biao)(biao)題標(biao)(biao)題標(biao)(biao)題
  • 滑坡分析,危害評估(滑坡變形測量與危害分析,滑石和流水分析)
  • 公路資產清查(交通標志,隔音障,護欄,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)
  • 結構分析(立交橋)
  • 淹水評估分析
  • 在 GIS系統中的疊加分析
  • 公路測量,維護和勘察
  • 交通流量分析,安全評估和環境污染評估
  • 土石方量分析
  • 駕駛視野和安全分析
車載激(ji)光(guang)雷達的分類
  • 按照(zhao)軟件和硬件的不同,目前激光雷達有20多種分(fen)(fen)(fen)類(lei)方(fang)法。不(bu)過買購網編輯(ji)知道目前主(zhu)流的分(fen)(fen)(fen)類(lei)方(fang)法是按(an)照的激光發射方(fang)式進行分(fen)(fen)(fen)類(lei),也可以叫(jiao)掃描(miao)方(fang)式,大(da)體分(fen)(fen)(fen)為機械,混合和固態三(san)種類(lei)型(xing)。

  • 機械激光雷達
    機械激光雷達在眾多激光雷達種類中擁有最強的視野,也是最早出現的結構形式。其所采用的機械結構,在工作時以一定的速度旋轉,使雷達獲得360°的水平全景視野,在垂直方向采用了定向分布式掃描。不過由于需要機械旋轉,有運動部件,導致雷達的可靠性差,壽命短。使得這種雷達目前無法通過車規級認證,大多用在非量產的高階自動駕駛驗證車上面。
  • 固態激光雷達
    固態的意思是激光雷達是一個整體,沒有需要旋轉和可動的掃描部件的激光雷達。它是未來激光雷達的終極形態,由于沒有了旋轉部件,在可靠性和壽命上有極大的優勢。
  • 混合固態雷達
    混合雷達是機械雷達和純固態雷達方案的妥協方案。與機械式激光雷達相比,只掃描前方一定角度內的范圍;同純固態激光雷達相比,仍然有一些較小的活動部件。不過混合固態激光雷達在成本、體積等方面更容易得到控制,是目前階段量產裝車的主流產品。
車(che)載激光雷(lei)達如何安裝(zhuang)
安裝在車頂
特點
站得高、望得遠、看得廣,安全度高。
  • 將激光雷達安放在車頂,起到車企想要達到“望得遠”的效果。面對復雜的路況,顯然位置越高越有利于監視更遠的道路情況,提前做好預判。安裝的位置達到一定高度時,可以實現越過前車探測到前前車的情況。將激光雷達安放在車頂,能夠避免甩泥、飛石、剮蹭等突發性事件的發生。但這種安裝方式對車輛的外觀造型也會存在較大的爭議。
安裝在前保險杠
特點
兼顧造型審美、保障近場低矮障礙物盲區。
  • Maigoo網編認為這種方式幾乎完美地將激光雷達起到了隱藏效果,如果再將前保險杠加以熏黑化處理,基本能夠滿足消費者的傳統審美觀。將激光雷達安置在保險杠位置,垂直方向上視野盲區更小,對近場低矮障礙物的識別更好。但由于安裝位置的過低,對于激光雷達的視野掃描范圍而言肯定是有一定弊端,免不了會出現遮擋以及盲區。
車載(zai)激光雷達和毫(hao)米(mi)波(bo)雷達的區別(bie)
  • 激光雷達使用激光作為探測手段,而毫米波雷達使用毫米波作為探測手段。毫(hao)米(mi)(mi)波(bo)(bo)的(de)波(bo)(bo)長是(shi)(shi)毫(hao)米(mi)(mi),激光本質上(shang)是(shi)(shi)電磁波(bo)(bo),但波(bo)(bo)長要小得多(duo),大(da)(da)概幾(ji)百納米(mi)(mi),大(da)(da)概是(shi)(shi)毫(hao)米(mi)(mi)波(bo)(bo)的(de)千分(fen)之(zhi)一到萬(wan)分(fen)之(zhi)一。


    此外(wai),從實際效果來看,激光雷達獲得(de)的(de)點云數據經(jing)過處(chu)理后(hou),可(ke)以被AI識(shi)別,準確判斷(duan)障礙物的類型,是(shi)人還(huan)是(shi)狗,是(shi)車還(huan)是(shi)樹,然后自(zi)動駕駛系統可以根(gen)據障礙物的類型更(geng)加智(zhi)能,作為判斷(duan)的依據。

    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。毫米波雷達已經廣泛應用于L1、L2的自動駕駛輔助系統,如自動跟車,其中很(hen)多都(dou)使(shi)用了米波(bo)雷達。

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