激光雷達(dá)傳感器以后可以應(yīng)用在哪一些場(chǎng)景?

作者: 嶺緯科技發(fā)表時(shí)間:2020-11-05 08:35:56

激光雷達(dá),即光探測(cè)與測(cè)量,是一種集激光,全球定位系統(tǒng)(GPS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)三種技術(shù)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)。從工作原理上講,與微波雷達(dá)沒(méi)有根本的區(qū)別,但相對(duì)于微波雷達(dá),具有分辨率高、隱蔽性好、抗有源干擾能力強(qiáng)、低空探測(cè)性能好、體積小質(zhì)量輕等特點(diǎn)。激光雷達(dá)的作用是能精確測(cè)量目標(biāo)位置(距離和角度)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度、振動(dòng)和姿態(tài))和形狀,探測(cè)、識(shí)別、分辨和跟蹤目標(biāo)。例如:

激光雷達(dá)可以幫助機(jī)器人在未知環(huán)境中了解周邊地圖信息,為后續(xù)定位導(dǎo)航,甚至是人機(jī)互動(dòng)提供很好的環(huán)境認(rèn)知能力,推進(jìn)機(jī)器人智能化的進(jìn)程。

一個(gè)成本占據(jù)無(wú)人駕駛汽車40%的激光雷達(dá),可以幫助無(wú)人駕駛汽車獲取所在環(huán)境的三維位置信息,確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)等信息,以“精準(zhǔn)”、“快速”、“高效作業(yè)”的空間探測(cè)能力成為是無(wú)人駕駛領(lǐng)域不可或缺的存在。

機(jī)器人領(lǐng)域——幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主定位導(dǎo)航

自主定位導(dǎo)航是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主行走的必備技術(shù),不管什么類型的機(jī)器人,只要涉及到自主移動(dòng),就需要在其行走的環(huán)境中進(jìn)行導(dǎo)航定位,但傳統(tǒng)的定位導(dǎo)航方法由于智能化水平較低,沒(méi)有解決定位導(dǎo)航的問(wèn)題,直至激光雷達(dá)的出現(xiàn),在很大程度上化解了這個(gè)難題,機(jī)器人采用的定位導(dǎo)航技術(shù)是以激光雷達(dá)SLAM為基礎(chǔ),增加視覺(jué)和慣性導(dǎo)航等多傳感器融合的方案幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主建圖,路徑規(guī)劃、自主避障等任務(wù),它是目前性能最穩(wěn)定、可靠性最強(qiáng)的定位導(dǎo)航方法,且使用壽命長(zhǎng),后期改造成本低。

無(wú)人車領(lǐng)域——自主感知道路環(huán)境及規(guī)劃路線

在無(wú)人車領(lǐng)域,激光雷達(dá)主要以多線數(shù)為主,作用與機(jī)器人領(lǐng)域相當(dāng),主要是幫助汽車自主感知道路環(huán)境,自動(dòng)規(guī)劃行車路線,并控制車輛到達(dá)預(yù)定的目標(biāo)。激光雷達(dá)是怎么幫汽車識(shí)別路口與方向呢?激光雷達(dá)使用的技術(shù)是飛行時(shí)間,就是根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時(shí)間,計(jì)算目標(biāo)與自己的相對(duì)距離。激光光束可以準(zhǔn)確測(cè)量視場(chǎng)中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對(duì)距離,這些輪廓信息組成所謂的點(diǎn)云并繪制出3D環(huán)境地圖,精度可達(dá)到厘米級(jí)別,從而提高測(cè)量精度.

無(wú)人機(jī)領(lǐng)域——規(guī)避障礙物

目前,激光雷達(dá)在低空飛行直升機(jī)障礙物規(guī)避方面已進(jìn)入實(shí)用階段,在其他軍事應(yīng)用研究領(lǐng)域也日趨成熟。直升機(jī)在進(jìn)行低空巡邏飛行時(shí),極易與地面小山或建筑物相撞。為此,研制能規(guī)避地面障礙物的直升機(jī)機(jī)載雷達(dá)是人們夢(mèng)寐以求的愿望。目前,這種雷達(dá)已在美國(guó)、德國(guó)和法國(guó)獲得了成功。

3D打印——扮演測(cè)量、監(jiān)控等角色

在3D打印里面也會(huì)有用到激光雷達(dá)(激光測(cè)距傳感器)的地方,如之前很火的Printoptical3D打印技術(shù)本質(zhì)上是一種“從CAD設(shè)計(jì)到光學(xué)部件”的一站式技術(shù),其打印出來(lái)的光學(xué)部件不需要進(jìn)行像拋光、研磨和著色這樣的后處理。這種技術(shù)主要基于成熟的寬幅工業(yè)噴墨打印設(shè)備,通過(guò)紫外線固化的透明聚合物液滴噴射出來(lái),然后被集成在打印頭上的強(qiáng)紫外線燈固化,最終可以形成各種各樣的幾何形狀,激光雷達(dá)在這里面扮演者測(cè)量、監(jiān)控等角色。

激光雷達(dá),即光探測(cè)與測(cè)量,是一種集激光,全球定位系統(tǒng)(GPS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)三種技術(shù)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)。從工作原理上講,與微波雷達(dá)沒(méi)有根本的區(qū)別,但相對(duì)于微波雷達(dá),具有分辨率高、隱蔽性好、抗有源干擾能力強(qiáng)、低空探測(cè)性能好、體積小質(zhì)量輕等特點(diǎn)。激光雷達(dá)的作用是能精確測(cè)量目標(biāo)位置(距離和角度)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度、振動(dòng)和姿態(tài))和形狀,探測(cè)、識(shí)別、分辨和跟蹤目標(biāo)。例如:

激光雷達(dá)可以幫助機(jī)器人在未知環(huán)境中了解周邊地圖信息,為后續(xù)定位導(dǎo)航,甚至是人機(jī)互動(dòng)提供很好的環(huán)境認(rèn)知能力,推進(jìn)機(jī)器人智能化的進(jìn)程。

一個(gè)成本占據(jù)無(wú)人駕駛汽車40%的激光雷達(dá),可以幫助無(wú)人駕駛汽車獲取所在環(huán)境的三維位置信息,確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)等信息,以“精準(zhǔn)”、“快速”、“高效作業(yè)”的空間探測(cè)能力成為是無(wú)人駕駛領(lǐng)域不可或缺的存在。

機(jī)器人領(lǐng)域——幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主定位導(dǎo)航

自主定位導(dǎo)航是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主行走的必備技術(shù),不管什么類型的機(jī)器人,只要涉及到自主移動(dòng),就需要在其行走的環(huán)境中進(jìn)行導(dǎo)航定位,但傳統(tǒng)的定位導(dǎo)航方法由于智能化水平較低,沒(méi)有解決定位導(dǎo)航的問(wèn)題,直至激光雷達(dá)的出現(xiàn),在很大程度上化解了這個(gè)難題,機(jī)器人采用的定位導(dǎo)航技術(shù)是以激光雷達(dá)SLAM為基礎(chǔ),增加視覺(jué)和慣性導(dǎo)航等多傳感器融合的方案幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主建圖,路徑規(guī)劃、自主避障等任務(wù),它是目前性能最穩(wěn)定、可靠性最強(qiáng)的定位導(dǎo)航方法,且使用壽命長(zhǎng),后期改造成本低。

無(wú)人車領(lǐng)域——自主感知道路環(huán)境及規(guī)劃路線

在無(wú)人車領(lǐng)域,激光雷達(dá)主要以多線數(shù)為主,作用與機(jī)器人領(lǐng)域相當(dāng),主要是幫助汽車自主感知道路環(huán)境,自動(dòng)規(guī)劃行車路線,并控制車輛到達(dá)預(yù)定的目標(biāo)。激光雷達(dá)是怎么幫汽車識(shí)別路口與方向呢?激光雷達(dá)使用的技術(shù)是飛行時(shí)間,就是根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時(shí)間,計(jì)算目標(biāo)與自己的相對(duì)距離。激光光束可以準(zhǔn)確測(cè)量視場(chǎng)中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對(duì)距離,這些輪廓信息組成所謂的點(diǎn)云并繪制出3D環(huán)境地圖,精度可達(dá)到厘米級(jí)別,從而提高測(cè)量精度.

無(wú)人機(jī)領(lǐng)域——規(guī)避障礙物

目前,激光雷達(dá)在低空飛行直升機(jī)障礙物規(guī)避方面已進(jìn)入實(shí)用階段,在其他軍事應(yīng)用研究領(lǐng)域也日趨成熟。直升機(jī)在進(jìn)行低空巡邏飛行時(shí),極易與地面小山或建筑物相撞。為此,研制能規(guī)避地面障礙物的直升機(jī)機(jī)載雷達(dá)是人們夢(mèng)寐以求的愿望。目前,這種雷達(dá)已在美國(guó)、德國(guó)和法國(guó)獲得了成功。

3D打印——扮演測(cè)量、監(jiān)控等角色

在3D打印里面也會(huì)有用到激光雷達(dá)(激光測(cè)距傳感器)的地方,如之前很火的Printoptical3D打印技術(shù)本質(zhì)上是一種“從CAD設(shè)計(jì)到光學(xué)部件”的一站式技術(shù),其打印出來(lái)的光學(xué)部件不需要進(jìn)行像拋光、研磨和著色這樣的后處理。這種技術(shù)主要基于成熟的寬幅工業(yè)噴墨打印設(shè)備,通過(guò)紫外線固化的透明聚合物液滴噴射出來(lái),然后被集成在打印頭上的強(qiáng)紫外線燈固化,最終可以形成各種各樣的幾何形狀,激光雷達(dá)在這里面扮演者測(cè)量、監(jiān)控等角色。