激光雷達(dá)在各領(lǐng)域的作用

除了在移動(dòng)機(jī)器人中使用，激光雷達(dá)在無人駕駛領(lǐng)域的作用也同樣重要，但有區(qū)別于機(jī)器人領(lǐng)域的是：在無人駕駛中主要以多線激光雷達(dá)為主，幫助車輛進(jìn)行自主感知道路環(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)。采用飛行時(shí)間技術(shù)，根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時(shí)間，來計(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。

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激光成像雷達(dá)又是如何將被探測(cè)對(duì)象顯示給觀察者的呢

下面簡(jiǎn)略地介紹它們的工作原理：

就的激光成像雷達(dá)而言，首先，

激光器發(fā)射具有一定峰值功率的光脈沖，通過一個(gè)掃描光學(xué)系統(tǒng)，這個(gè)光學(xué)系統(tǒng)一方面能對(duì)激光光束準(zhǔn)直，也就是把光源發(fā)射的激光的束散角按要求修正成需要的光束形狀，而且在一定空間范圍內(nèi)按一定規(guī)律掃描。掃描器每掃到一定位置，就發(fā)射光脈沖，并幾乎同時(shí)接收目標(biāo)返回的回波脈沖。每個(gè)回波脈沖應(yīng)該攜帶了目標(biāo)的信息，例如，對(duì)靜止的目標(biāo)，攜帶的目標(biāo)被照射點(diǎn)的距離信息，還有就是由目標(biāo)反射特性等因素決定的反映在回波強(qiáng)度上的目標(biāo)信息。如果是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，還可以提取目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度等信息。目標(biāo)的方位信息是由掃描器的瞬時(shí)位置決定的。

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激光測(cè)距的原理

激光測(cè)距儀一般采用兩種方式來測(cè)量距離：脈沖法和相位法。脈沖法測(cè)距的過程是這樣的：測(cè)距儀發(fā)射出的激光經(jīng)被測(cè)量物體的反射后又被測(cè)距儀接收，測(cè)距儀同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間。光速和往返時(shí)間的乘積的一半，就是測(cè)距儀和被測(cè)量物體之間的距離。脈沖法測(cè)量距離的精度是一般是在 /- 10厘米左右。另外，此類測(cè)距儀的測(cè)量盲區(qū)一般是1米左右。

激光測(cè)距是光波測(cè)距中的一種測(cè)距方式，如果光以速度c在空氣中傳播在A、B兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t，則A、B兩點(diǎn)間距離D可用下列表示。

D=ct/2

式中：

D——測(cè)站點(diǎn)A、B兩點(diǎn)間距離；

c——速度；

t——光往返A(chǔ)、B一次所需的時(shí)間。

由上式可知，要測(cè)量A、B距離實(shí)際上是要測(cè)量光傳播的時(shí)間t，根據(jù)測(cè)量時(shí)間方法的不同，激光測(cè)距儀通?？煞譃槊}沖式和相位式兩種測(cè)量形式。典型的是WILD的DI-3000、真尚有的LDM30X 。

需要注意，測(cè)相并不是測(cè)量紅外或者激光的相位，而是測(cè)量調(diào)制在紅外或者激光上面的信號(hào)相位。建筑行業(yè)有一種手持式的激光測(cè)距儀，用于房屋測(cè)量，其工作原理與此相同。

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 機(jī)器人激光雷達(dá)

如果讓機(jī)器人識(shí)別物體、行走、避障等，那首先需要為機(jī)器人提供激光雷達(dá)技術(shù)，幫助機(jī)器人進(jìn)行地圖繪制、確定自身定位及感知周邊環(huán)境，以及對(duì)周邊的物體進(jìn)行定位。拿掃地機(jī)器人舉例，掃地機(jī)器人是目前激光雷達(dá)應(yīng)用廣泛的領(lǐng)域，激光雷達(dá)配合SLAM算法，可以讓掃地機(jī)器人在房間里實(shí)現(xiàn)智能清掃，清掃的過程中進(jìn)行地圖繪制，實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)绞謾C(jī)中，就算用戶不在家，也可通過手機(jī)查看清掃情況，以及安排其他地方清掃。

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