配準(zhǔn) registration,ICP 算法較早由 Chen and Medioni,and Besl and McKay 提出。其算法本質(zhì)上是基于較小二乘法的較優(yōu)配準(zhǔn)方法。該算法重復(fù)進(jìn)行選擇對(duì)應(yīng)關(guān)系點(diǎn)對(duì),計(jì)算較優(yōu)剛體變換這一過(guò)程,直到根據(jù)點(diǎn)對(duì)的歐氏距離定義的損失函數(shù)滿足正確配準(zhǔn)的收斂精度要求。ICP 是一個(gè)普遍使用的配準(zhǔn)算法,主要目的就是找到旋轉(zhuǎn)和平移參數(shù),將兩個(gè)不同坐標(biāo)系下的點(diǎn)云,以其中一個(gè)點(diǎn)云坐標(biāo)系為全局坐標(biāo)系,另一個(gè)點(diǎn)云經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)和平移后兩組點(diǎn)云重合部分完全重疊。航空測(cè)繪依靠激光雷達(dá)獲取數(shù)據(jù),服務(wù)城市規(guī)劃建設(shè)。河北覓道Mid-360激光雷達(dá)
反射率,反射率是指物體反射的輻射能量占總輻射能量的百分比,比如說(shuō)某物體的反射率是20%,表示物體接收的激光輻射中有20%被反射出去了。不同物體的反射率不同,這主要取決于物體本身的性質(zhì)(表面狀況),如果反射率太低,那么激光雷達(dá)收不到反射回來(lái)的激光,導(dǎo)致檢測(cè)不到障礙物。激光雷達(dá)一般要求物體表面的反射率在10%以上,用激光雷達(dá)采集高精度地圖的時(shí)候,如果車(chē)道線的反射率太低,生成的高精度地圖的車(chē)道線會(huì)不太清晰。旋轉(zhuǎn)掃描鏡激光雷達(dá),作為頭一款量產(chǎn)的L3級(jí)別自動(dòng)駕駛的乘用車(chē)——奧迪A8上搭載的激光雷達(dá)就是旋轉(zhuǎn)掃描鏡激光雷達(dá)。與機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)不同的是,其激光發(fā)射模塊和接收模塊是不動(dòng)的,只有掃描鏡在做機(jī)械旋轉(zhuǎn)。激光單元發(fā)出激光至旋轉(zhuǎn)掃描鏡(Mirror),被偏轉(zhuǎn)向前發(fā)射(掃描角度145°),被物體反射的光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)被左下方的探測(cè)器接收。優(yōu)點(diǎn):可車(chē)規(guī),壽命長(zhǎng),可靠度高。缺點(diǎn):掃描線數(shù)少,掃描角度不能到360度。深圳地面激光雷達(dá)價(jià)格激光雷達(dá)在醫(yī)療領(lǐng)域被用于人體三維掃描和診斷。
激光雷達(dá)的優(yōu)劣勢(shì)分析,優(yōu)勢(shì):轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)的激光發(fā)射和接收裝置是固定的,所以即使有【旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)】,也可以把產(chǎn)品體積做小,進(jìn)而降低成本。并且旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)只有反射鏡,整體重量比較輕,電機(jī)軸承的負(fù)荷小,系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)更穩(wěn)定,壽命更長(zhǎng),是符合車(chē)規(guī)量產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)條件。劣勢(shì):因?yàn)橛小拘D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)】這樣的機(jī)械形式的存在,便不可避免地在長(zhǎng)期運(yùn)行之后,激光雷達(dá)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度會(huì)受到影響。其次,一維式的掃描線數(shù)少,掃描角度不能到360度。
機(jī)械式激光雷達(dá),工作原理,發(fā)射和接收模塊被電機(jī)電動(dòng)進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。在豎直方向上排布多組激光線束,發(fā)射模塊以一定頻率發(fā)射激光線,通過(guò)不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描。優(yōu)劣勢(shì)分析,優(yōu)勢(shì):機(jī)械式激光雷達(dá)作為較早裝車(chē)的產(chǎn)品,技術(shù)已經(jīng)比較成熟,因?yàn)槠涫怯呻姍C(jī)控制旋轉(zhuǎn),所以可以長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,每次掃描的速度都是線性的。并且由于『站得高』,機(jī)械式激光雷達(dá)可以對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行精度夠高并且清晰穩(wěn)定的360度環(huán)境重構(gòu)。劣勢(shì):雖然技術(shù)成熟,但因?yàn)槠鋬?nèi)部的激光收發(fā)模組線束多,并且需要復(fù)雜的人工調(diào)整,制造周期長(zhǎng),所以成本并不低,并且可靠性差,導(dǎo)致可量產(chǎn)性不高。其次,機(jī)械式激光雷達(dá)體積過(guò)大,消費(fèi)者接受度不高。然后,它的壽命大約在1000h~3000h,而汽車(chē)廠商的要求是至少13000h,這也決定了其很難走向C端市場(chǎng)。激光雷達(dá)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋為決策者提供了有力支持。
應(yīng)用層面,目前暫無(wú)車(chē)規(guī)級(jí)量產(chǎn)案例,OPA方案的表示企業(yè)為Quanergy。2021年8月,Quanergy對(duì)其OPA固達(dá)態(tài)激光雷達(dá)S3系列完成駕駛實(shí)測(cè)演示。測(cè)試結(jié)果顯示,S3系列固態(tài)激光雷達(dá)可以提供超過(guò)10萬(wàn)小時(shí)的平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF),在全光照下實(shí)現(xiàn)100米的探測(cè)性能,大規(guī)模量產(chǎn)后的目標(biāo)價(jià)格為500美元。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,F(xiàn)lash閃光激光雷達(dá)是目前純固態(tài)激光雷達(dá)較主流的技術(shù)方案。但是由于短時(shí)間內(nèi)發(fā)射大面積的激光,因此在探測(cè)精度和探測(cè)距離上會(huì)受到較大的影響,主要用于較低速的無(wú)人駕駛車(chē)輛,例如無(wú)人外賣(mài)車(chē)、無(wú)人物流車(chē)等,對(duì)探測(cè)距離要求較低的自動(dòng)駕駛解決方案中。氣象監(jiān)測(cè)時(shí)激光雷達(dá)探測(cè)大氣成分,輔助氣象預(yù)報(bào)工作。河北覓道Mid-360激光雷達(dá)
激光雷達(dá)的遠(yuǎn)程測(cè)量能力使其適用于大型工程監(jiān)測(cè)。河北覓道Mid-360激光雷達(dá)
現(xiàn)代雷達(dá)的波長(zhǎng)一般是到米級(jí)別,例如火控雷達(dá)的波長(zhǎng)是1-5厘米,汽車(chē)?yán)走_(dá)的波長(zhǎng)是1-10毫米。當(dāng)波長(zhǎng)進(jìn)一步壓縮(頻率進(jìn)一步提高),在紅外線、可見(jiàn)光、紫外線區(qū)域即可激發(fā)出激光,用激光做探測(cè)源的雷達(dá),稱為激光雷達(dá)。1928年,德國(guó)的Landenburg(蘭登伯格)在研究氛氣色散現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)間接證實(shí)了受激輻射的存在,也直接給出了受激輻射的發(fā)生條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。1947年,Lamb(蘭姆)和Reherford(雷瑟福)在氧原子光譜中發(fā)現(xiàn)了明顯的受激輻射這是受激輻射頭一次被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,蘭姆也因此在1955年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1950年,法國(guó)物理學(xué)家Kastler(卡斯特勒)提出了光學(xué)泵浦的方法。他也因?yàn)樘岢隽诉@種利用光學(xué)于段研究微波諧振的方法而獲諾貝爾獎(jiǎng)。河北覓道Mid-360激光雷達(dá)