無(wú)人駕駛激光雷達(dá)細(xì)節(jié)知識(shí)科普
作者: 嶺緯科技發(fā)表時(shí)間:2021-01-29 10:06:09
視場(chǎng)角
我們都知道激光雷達(dá)視場(chǎng)角分為水平視場(chǎng)角和垂直視場(chǎng)角,激光雷達(dá)的水平視場(chǎng)角為360°,垂直視場(chǎng)角一般為40°。
- 水平視場(chǎng)角
激光雷達(dá)的水平視場(chǎng)角很好理解,激光雷達(dá)在水平旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)一周就是360°。
2. 垂直視場(chǎng)角
激光雷達(dá)的垂直視場(chǎng)角是40°,這里要注意2點(diǎn),一是視場(chǎng)角的偏置,二是激光雷達(dá)光束的分布。
視場(chǎng)角的偏置 – 視場(chǎng)角的偏置為5°,也就是說激光雷達(dá)在水平方向向上的掃描角度為15°,而在水平方向往下掃描的角度為25°。這也很好理解,我們主要是需要掃描路面上的障礙物,而不是把激光打向天空,為了良好的利用激光,因此激光光束會(huì)盡量向下偏置一定的角度。
周期采集點(diǎn)數(shù)
激光雷達(dá)采集的點(diǎn)數(shù)計(jì)算如下,首先看激光雷達(dá)的線數(shù),比如32線,則垂直方向上會(huì)發(fā)出32個(gè)激光光束,采集32個(gè)點(diǎn),而64線則是64個(gè)點(diǎn),垂直方向上的點(diǎn)數(shù)和激光雷達(dá)的線數(shù)有關(guān)系。
因?yàn)榧す饫走_(dá)在旋轉(zhuǎn)掃描,因此水平方向上掃描的點(diǎn)數(shù)和激光雷達(dá)的掃描頻率有一定的關(guān)系,掃描越快則點(diǎn)數(shù)會(huì)相對(duì)較少,掃描慢則點(diǎn)數(shù)相對(duì)較多。一般這個(gè)參數(shù)也被稱為水平分辨率,比如激光雷達(dá)的水平分辨率為0.2°,那么掃描的點(diǎn)數(shù)為360°/0.2°=1800,也就是說水平方向會(huì)掃描1800次。
那么激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)一周,即一個(gè)掃描周期內(nèi)掃描的點(diǎn)數(shù)為1800*64=115200。圖2是禾賽64線激光雷達(dá)的參數(shù)列表??梢钥吹綊呙桀l率為10Hz的時(shí)候水平角分辨率為0.2°,在掃描頻率為20Hz的時(shí)候角分辨率為0.4°(掃描快了,分辨率變低了)。輸出的點(diǎn)數(shù)和計(jì)算的也相符合1152000 pts/s。
有效檢測(cè)距離
激光雷達(dá)的有效測(cè)量距離和最小垂直分辨率有關(guān)系,也就是說角度分辨率越小,則檢測(cè)的效果越好。如圖3所示,2個(gè)激光光束直接的角度為0.4°,那么當(dāng)探測(cè)距離為200m的時(shí)候,2個(gè)激光光束之間的距離為200m*tan0.4°≈1.4m。也就是說在200m之后,只能檢測(cè)到高于1.4m的障礙物了。
如果需要知道障礙物的類型,那么需要采用的點(diǎn)數(shù)就需要更多,距離越遠(yuǎn),激光雷達(dá)采樣的點(diǎn)數(shù)就越少,圖4分別是激光雷達(dá)50m和100m采樣到的點(diǎn)數(shù),可以看到100m的時(shí)候的點(diǎn)比50m稀疏不少,點(diǎn)數(shù)越少,就越難以識(shí)別準(zhǔn)確的障礙物類型。
時(shí)間同步
激光雷達(dá)提供了時(shí)間同步硬件接口,通過GPS提供時(shí)鐘源給激光雷達(dá),可以保證激光雷達(dá)的時(shí)間和GPS的時(shí)間保持同步,也就是說激光雷達(dá)可以保證周期采樣的時(shí)間非常精準(zhǔn)。