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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

激光(guang)(guang)雷(lei)達是(shi)(shi)以(yi)發射光(guang)(guang)束探測(ce)目標的(de)(de)位置、速度(du)等特(te)征量的(de)(de)雷(lei)達系(xi)統(tong),其相(xiang)當于(yu)我們(men)的(de)(de)眼睛,具有很強大復雜的(de)(de)信息感知和(he)處理(li)能(neng)力。激發光(guang)(guang)雷(lei)達在很多年前(qian)就被廣泛應用(yong)于(yu)飛機避障、偵查成像、導彈制(zhi)導等領域,應用(yong)場景極為豐富,現在逐(zhu)漸應用(yong)在汽車行業上(shang)。車載激光(guang)(guang)雷(lei)達主要(yao)作(zuo)用(yong)于(yu)汽車安(an)全技(ji)術和(he)自動駕駛系(xi)統(tong)上(shang),但現階段產品還(huan)不夠完善,成本還(huan)是(shi)(shi)過(guo)高(gao)。下面為大家詳細介紹車載激光(guang)(guang)雷(lei)達安(an)裝使用(yong)。

車(che)載激(ji)光雷(lei)達是什(shen)么

  • 車(che)載激(ji)光(guang)雷達又稱(cheng)車(che)載三維(wei)激(ji)光(guang)掃描儀,是一種移動型三維(wei)激(ji)光(guang)掃描系統,是城市建模的(de)(de)最有效的(de)(de)工具(ju)之一。

    激光(guang)雷達以激光(guang)束(shu)為信息(xi)載體,利用相位(wei)、振幅(fu)、頻率等來搭載信息(xi),并(bing)將輻射源頻率提高到光(guang)頻段,能(neng)夠探(tan)測極微小(xiao)的目標(biao)。它(ta)是(shi)現(xian)(xian)代光(guang)學(xue)的前沿技術,涉(she)及到物理(li)學(xue)的多個學(xue)科領域,融(rong)合了傳統(tong)雷達和(he)現(xian)(xian)代激光(guang)的優點(dian),是(shi)一種主動遙感的先進技術產物。

車(che)載(zai)激光雷達的工作原理
  • 激光(guang)(guang)(guang)雷達的(de)(de)工作(zuo)原理(li)與雷達非常(chang)(chang)相(xiang)近。由(you)(you)激光(guang)(guang)(guang)器發(fa)射(she)出的(de)(de)脈沖激光(guang)(guang)(guang)由(you)(you)空中(zhong)入射(she)到(dao)地面(mian)上(shang),打到(dao)樹木上(shang),道路(lu)上(shang),橋梁上(shang),房子(zi)上(shang),引起散射(she)。一(yi)部分光(guang)(guang)(guang)波會經過反射(she)返回到(dao)到(dao)激光(guang)(guang)(guang)雷達的(de)(de)接(jie)(jie)收(shou)器中(zhong)。接(jie)(jie)收(shou)器通常(chang)(chang)是(shi)一(yi)個(ge)(ge)光(guang)(guang)(guang)電倍增管或一(yi)個(ge)(ge)光(guang)(guang)(guang)電二極管,它(ta)將光(guang)(guang)(guang)信號(hao)轉變為電信號(hao),記錄下來。同(tong)(tong)時由(you)(you)所配備(bei)的(de)(de)計時器記錄下來同(tong)(tong)一(yi)個(ge)(ge)脈沖光(guang)(guang)(guang)信號(hao)由(you)(you)發(fa)射(she)到(dao)被接(jie)(jie)收(shou)的(de)(de)時間T。

    車載(zai)激光雷達(da)系統的優(you)劣主(zhu)要取決于2D激光掃描儀的性能。ma_igoo小(xiao)編(bian)了解(jie),激光發射器線束的(de)越多(duo),每秒采集(ji)的(de)云(yun)點(dian)就(jiu)越多(duo)。然而線束越多(duo)也就(jiu)代表著激光雷(lei)達的(de)造價就(jiu)更加昂貴。

車(che)載(zai)激光雷達的優缺(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。
激光雷達的重要指(zhi)標
測量(liang)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(shui)平視場角
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。
垂直視場角
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。
測量時間和(he)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。
縱向和水(shui)平分辨率(lv)
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(ji)光雷(lei)達的(de)作用(yong)
自動駕駛應用

  • 汽(qi)車激光雷達(da)主(zhu)要作用(yong)(yong)于自(zi)動駕(jia)(jia)駛上,也就是未來的無人駕(jia)(jia)駛。不過目前僅為自(zi)動駕(jia)(jia)駛輔助(zhu)(zhu)所應用(yong)(yong)。激光雷達(da)在(zai)汽(qi)車上主(zhu)要以多線(xian)束(shu)為主(zhu),可以起到幫(bang)助(zhu)(zhu)汽(qi)車感知道路(lu)(lu)環(huan)境,自(zi)行(xing)規劃行(xing)車路(lu)(lu)線(xian),并控制車輛達(da)到預定目標的作用(yong)(yong)。比(bi)如根據(ju)激光遇到障礙物后的折返時間(jian),計算目標與(yu)自(zi)己(ji)的相對(dui)距離,從而可以幫(bang)助(zhu)(zhu)車輛識別路(lu)(lu)口與(yu)方向(xiang)。

道路和高速公路方面的應用
標(biao)題(ti)(ti)標(biao)題(ti)(ti)標(biao)題(ti)(ti)標(biao)題(ti)(ti)
  • 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)光雷(lei)達的分類(lei)
  • 按照軟件和硬件的不(bu)同,目前激光雷(lei)達有20多種(zhong)分(fen)(fen)類方(fang)法。不過(guo)買購網編輯知道目前(qian)主流的分(fen)(fen)類方(fang)法是(shi)按照的激光發射方(fang)式進行分(fen)(fen)類,也可以叫(jiao)掃(sao)描方(fang)式,大體(ti)分(fen)(fen)為機械,混合和固(gu)態三種(zhong)類型(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。
車載激光雷達如何安裝
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。
車載激光雷達(da)和毫米(mi)波雷達(da)的區別
  • 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(tan)測手(shou)段(duan)。毫(hao)米(mi)波的(de)波長(chang)是毫(hao)米(mi),激光本質上(shang)是電(dian)磁波,但波長(chang)要小(xiao)得(de)多,大概(gai)幾百納米(mi),大概(gai)是毫(hao)米(mi)波的(de)千分(fen)之(zhi)一到萬分(fen)之(zhi)一。


    此外,從實際效(xiao)果來看,激光雷達獲得的(de)點云數據(ju)經(jing)過處理后,可以被AI識別,準確判斷障礙物的(de)類(lei)型,是人還(huan)是狗,是車還(huan)是樹,然(ran)后(hou)自(zi)動(dong)駕(jia)駛系統(tong)可以(yi)根據障礙物的(de)類(lei)型更加智能,作為判斷的(de)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(zi)動(dong)駕駛輔助系統,如自(zi)動(dong)跟車,其(qi)中很多(duo)都使用了米(mi)波雷達。

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