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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)雷(lei)達是(shi)(shi)以發射光(guang)束探測目標的位置、速度等特征量(liang)的雷(lei)達系(xi)統,其(qi)相當(dang)于我們的眼(yan)睛,具有很強(qiang)大(da)復雜的信息感知和處理能力。激發光(guang)雷(lei)達在很多年前就被(bei)廣泛應(ying)用(yong)于飛機避(bi)障、偵查成像、導彈制導等領域(yu),應(ying)用(yong)場(chang)景極為豐(feng)富(fu),現在逐漸應(ying)用(yong)在汽(qi)車(che)行業上。車(che)載(zai)激光(guang)雷(lei)達主要作用(yong)于汽(qi)車(che)安(an)(an)全技術和自(zi)動駕駛系(xi)統上,但現階段(duan)產品還不夠完善,成本(ben)還是(shi)(shi)過(guo)高。下面為大(da)家詳(xiang)細介紹車(che)載(zai)激光(guang)雷(lei)達安(an)(an)裝使(shi)用(yong)。

車(che)載激(ji)光(guang)雷(lei)達是什么

  • 車(che)載激(ji)光雷達又稱車(che)載三(san)維(wei)激(ji)光掃(sao)描(miao)儀(yi),是一種(zhong)移(yi)動型(xing)三(san)維(wei)激(ji)光掃(sao)描(miao)系統,是城市建模的最有效的工具之一。

    激(ji)光(guang)(guang)(guang)雷(lei)達(da)以激(ji)光(guang)(guang)(guang)束為信息載(zai)體,利用(yong)相位、振幅、頻(pin)率等(deng)來搭載(zai)信息,并將輻射源(yuan)頻(pin)率提(ti)高到光(guang)(guang)(guang)頻(pin)段,能(neng)夠探測極微(wei)小的(de)目標。它是現代光(guang)(guang)(guang)學(xue)的(de)前沿技(ji)(ji)術,涉及到物(wu)理學(xue)的(de)多個學(xue)科(ke)領域,融合了傳統雷(lei)達(da)和現代激(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)優點,是一種(zhong)主動遙感的(de)先進技(ji)(ji)術產物(wu)。

車載(zai)激光雷達的(de)工(gong)作原理
  • 激(ji)光(guang)雷達(da)的(de)工作原理與雷達(da)非常(chang)(chang)相近(jin)。由(you)激(ji)光(guang)器發射(she)(she)出的(de)脈沖(chong)激(ji)光(guang)由(you)空中(zhong)入射(she)(she)到(dao)地面上(shang),打到(dao)樹木上(shang),道路上(shang),橋(qiao)梁上(shang),房子上(shang),引(yin)起散射(she)(she)。一部分光(guang)波會經過反射(she)(she)返回到(dao)到(dao)激(ji)光(guang)雷達(da)的(de)接(jie)(jie)(jie)收(shou)器中(zhong)。接(jie)(jie)(jie)收(shou)器通常(chang)(chang)是一個(ge)(ge)光(guang)電倍(bei)增管(guan)或一個(ge)(ge)光(guang)電二極管(guan),它將(jiang)光(guang)信號(hao)轉(zhuan)變為電信號(hao),記錄(lu)下來。同時由(you)所(suo)配(pei)備的(de)計時器記錄(lu)下來同一個(ge)(ge)脈沖(chong)光(guang)信號(hao)由(you)發射(she)(she)到(dao)被接(jie)(jie)(jie)收(shou)的(de)時間T。

    車載激(ji)光(guang)雷(lei)達系統的優劣(lie)主要(yao)取(qu)決(jue)于2D激光掃描儀的性能。據(ju)ma_igoo小(xiao)編了解,激光(guang)(guang)發(fa)射器線(xian)(xian)束的越多(duo),每秒采集的云點就越多(duo)。然而線(xian)(xian)束越多(duo)也就代表著激光(guang)(guang)雷達的造(zao)價(jia)就更加昂(ang)貴。

車載激光雷達的優缺點
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(da)的(de)重要指標
測(ce)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(ce)距精(jing)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(chang)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。
測量時(shi)間和幀頻率(lv)
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
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(shu)
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。
激光雷達(da)的作用
自動駕駛應用

  • 汽車激(ji)光(guang)雷達主(zhu)要作用(yong)于自(zi)動駕駛(shi)上,也就是(shi)未來(lai)的無(wu)人駕駛(shi)。不(bu)過目前僅(jin)為(wei)自(zi)動駕駛(shi)輔助所應(ying)用(yong)。激(ji)光(guang)雷達在汽車上主(zhu)要以(yi)多線(xian)束為(wei)主(zhu),可以(yi)起(qi)到(dao)幫助汽車感知道路(lu)(lu)環境,自(zi)行規劃(hua)行車路(lu)(lu)線(xian),并(bing)控(kong)制車輛(liang)(liang)達到(dao)預定(ding)目標的作用(yong)。比如根(gen)據激(ji)光(guang)遇到(dao)障礙物后的折返時(shi)間,計算目標與(yu)自(zi)己(ji)的相對距(ju)離,從而可以(yi)幫助車輛(liang)(liang)識(shi)別路(lu)(lu)口與(yu)方向。

道路和高速公路方面的應用
標題標題標題標題
  • 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
車載激光(guang)雷達(da)的分類
  • 按照(zhao)軟(ruan)件(jian)(jian)和硬(ying)件(jian)(jian)的不同,目(mu)前(qian)激光(guang)雷達有20多種(zhong)(zhong)分(fen)(fen)類方法(fa)。不過(guo)買購網編輯知道(dao)目前主流的分(fen)(fen)類方法(fa)是按照的激光發射(she)方式進行分(fen)(fen)類,也可以(yi)叫掃描(miao)方式,大體(ti)分(fen)(fen)為機械,混(hun)合和固態三種(zhong)(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(che)載激光雷達如何(he)安(an)裝
安裝在車頂
特點(dian)
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(lei)達和毫米波雷(lei)達的區別
  • 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測(ce)手段。毫(hao)米(mi)(mi)(mi)波的波長是毫(hao)米(mi)(mi)(mi),激(ji)光本質上是電磁波,但波長要小得多(duo),大(da)概(gai)幾百納米(mi)(mi)(mi),大(da)概(gai)是毫(hao)米(mi)(mi)(mi)波的千分之(zhi)一(yi)(yi)到萬分之(zhi)一(yi)(yi)。


    此外,從(cong)實際效果來看(kan),激光雷達獲(huo)得的點云數據(ju)經(jing)過處理后,可以被(bei)AI識別,準確(que)判斷障礙(ai)物的類(lei)型(xing),是(shi)人還(huan)(huan)是(shi)狗,是(shi)車(che)還(huan)(huan)是(shi)樹,然后自動駕駛系統可以根據障礙(ai)物的類(lei)型(xing)更加智能,作為判斷的依(yi)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(dong)(dong)駕(jia)駛輔助(zhu)系統(tong),如(ru)自動(dong)(dong)跟(gen)車(che),其中(zhong)很多都使用了米波(bo)雷達。

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