激光雷達深度解析

作者: 嶺緯科技發(fā)表時間:2021-03-26 09:43:43

激光雷達,英文全稱為Light Detection And Ranging,簡稱LiDAR,即光探測與測量,是一種集激光、全球定位系統(tǒng)(GPS)和IMU(Inertial Measurement Unit,慣性測量裝置)三種技術于一身的系統(tǒng),用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM(數(shù)字高程模型)。這三種技術的結合,可以高度準確地定位激光束打在物體上的光斑,測距精度可達厘米級,激光雷達最大的優(yōu)勢就是“精準”和“快速、高效作業(yè)”。它是一種用于精確獲得三維位置信息的傳感器,其在機器中的作用相當于人類的眼睛,能夠確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質。

LiDAR通過測量激光信號的時間差、相位差確定距離,通過水平旋轉掃描或相控掃描測角度,并根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)建立二維的極坐標系;再通過獲取不同俯仰角度的信號獲得第三維的高度信息。

高頻激光可在一秒內獲取大量(106-107數(shù)量級)的位置點信息(稱為點云),并根據(jù)這些信息進行三維建模。除了獲得位置信息外,它還可通過激光信號的反射率初步區(qū)分不同材質。

激光雷達是自動駕駛的關鍵技術

Lidar大致分為機載和地面兩大類應用,其中機載激光雷達是一種安裝在飛機上的機載激光探測和測距系統(tǒng),可以量測地面物體的三維坐標。早在上世紀七十年代,由美國航天局研發(fā),LIDAR測繪技術空載激光掃瞄技術開始了發(fā)展,并且速度飛快,約在1995年開始商業(yè)化。

除了軍事領域的應用,激光雷達也迅速向民用市場擴展。其中,無人駕駛可以說是最熱門的一個應用。

將Lidar應用于自動駕駛,要追溯到美國的DARPA (美國國防高等研究計劃署),它每年都會舉辦無人駕駛汽車挑戰(zhàn)賽,在2007年的DARPA挑戰(zhàn)賽上,7支參賽隊伍中的6支都采用了Velodyne公司設計的Lidar,最終的第一二名就出自這六只參賽隊。這引起了準備研發(fā)無人駕駛車的谷歌的注意,之后谷歌組建了隊伍,據(jù)稱,最初的人員就來自這些參賽隊員。谷歌于2009年推出無人駕駛汽車項目,在其無人車原型中使用的就是Velodyne公司的Lida。

激光雷達在無人車市場的應用

近幾年,無人駕駛汽車市場發(fā)展火熱,谷歌之后,百度、Uber等主流無人駕駛汽車研發(fā)團隊都在使用激光雷達作為傳感器之一,與圖像識別等技術搭配使用,使汽車實現(xiàn)對路況的判斷。

傳統(tǒng)的汽車廠商也紛紛開始研發(fā)無人駕駛汽車,包括大眾、日產(chǎn)、豐田等公司都在研發(fā)和測試無人駕駛汽車技術,他們也都采用了激光雷達。