近年來，激光雷達(dá)越來越受歡迎，因?yàn)楦玫闹圃旒夹g(shù)和大規(guī)模生產(chǎn)降低了這項(xiàng)技術(shù)的價(jià)格。

      但由于沒有一種 LiDAR 解決方案適用于所有應(yīng)用，因此選擇合適的 LDAR 可能會(huì)很棘手，價(jià)值超過 5 萬美元的 LiDAR 非常適合自動(dòng)駕駛汽車，但它可能無法正確檢測(cè)不到一米外的障礙物，價(jià)值低于 1 美元的k LiDAR 可以有效地完成這項(xiàng)工作，但可能無法看得很遠(yuǎn)。 什么是激光雷達(dá)傳感器？

      如果您正在考慮在您的任何項(xiàng)目中使用 LiDAR傳感器，請(qǐng)繼續(xù)閱讀以了解如何為您的應(yīng)用選擇合適的 LiDAR。

      激光雷達(dá)有什么用？

      多年來，LiDAR傳感器 一直用于測(cè)量、林業(yè)、地質(zhì)、采礦、建筑和測(cè)繪，但它們現(xiàn)在正成為自動(dòng)駕駛汽車和機(jī)器人應(yīng)用的熱門組件。

      例如，在建筑中，您可以在建筑物周圍走動(dòng)時(shí)攜帶手持式 LiDAR 設(shè)備。該設(shè)備創(chuàng)建一個(gè) 3D 點(diǎn)云，因此您可以將建筑物的掃描與建筑設(shè)計(jì)的 CAD 文件相匹配，以查看真實(shí)建筑物是否符合要求，并協(xié)助完成竣工過程和調(diào)查。

      在采礦業(yè)中，您可以使用 LiDAR 進(jìn)行安全和監(jiān)控。您可以將配備 LiDAR 的機(jī)器人送下礦井，以檢測(cè)墻壁裂縫或其他可能構(gòu)成危險(xiǎn)的物理物體等異常情況，而不是將人類置于危險(xiǎn)之中。雖然你也可以用相機(jī)做到這一點(diǎn)，但相機(jī)并不擅長(zhǎng)獲取深度，即使你可以看到墻上的裂縫，相機(jī)也無法告訴你它有多深。相機(jī)還受照明條件的嚴(yán)重影響，這在某些環(huán)境中可能并不理想。 

      遠(yuǎn)距離與短距離和近距離

      首先，您必須查看 LiDAR 范圍。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，射程在 100 米或以上的遠(yuǎn)程 LiDAR 更昂貴。

      例如，遠(yuǎn)程 LiDAR傳感器 可以很好地為快速移動(dòng)的車輛導(dǎo)航，但它們通常只能檢測(cè)中遠(yuǎn)距離的物體；它們不能在近距離工作，例如檢測(cè) 1 m 以內(nèi)的物體。

      如果您的應(yīng)用涉及快速移動(dòng)的車輛，遠(yuǎn)程 LiDAR 可以提供幫助，因?yàn)槟仨殭z測(cè)遠(yuǎn)處的物體并在物體靠近之前采取必要的行動(dòng)。

      在室內(nèi)或移動(dòng)速度較慢的車輛中，您通常不需要遠(yuǎn)距離。如果您操作的是移動(dòng)緩慢的機(jī)器人，您通常需要看到最遠(yuǎn) 25m 的距離，您可以使用短程 LiDAR。

      近距離激光雷達(dá)用于檢測(cè)附近的物體。例如，您可能需要在車輛上安裝近距離激光雷達(dá)，以便在開門時(shí)檢測(cè)障礙物。通常，您會(huì)將長(zhǎng)距離或短距離激光雷達(dá)與近距離激光雷達(dá)結(jié)合使用。

      2D 與 3D

      2D LiDAR 將檢測(cè)到一個(gè)物體。 3D LiDAR 將產(chǎn)生更詳細(xì)的點(diǎn)云，可用于確定物體的形狀和深度，并確定它是什么，而不是僅僅告訴機(jī)器人或車輛“那里有東西”。 3D 讓您更好地了解周圍環(huán)境，因此您的機(jī)器人或車輛可以區(qū)分樹木、高速公路上的標(biāo)志或迎面而來的卡車。

      不同之處在于可以從中提取的信息。例如，在建筑物中使用它們時(shí)，2D LiDAR 只能為您提供平面圖，而使用 3D LiDAR，您可以獲得建筑物中每個(gè)物體的 3D 地圖以及位置和高度。所以使用哪一個(gè)取決于應(yīng)用程序。

      如果你在平坦的環(huán)境中導(dǎo)航，而你的機(jī)器人又不高，或許 2D LiDAR 就足夠了。但是對(duì)于3D室外環(huán)境，有樹枝、管道等障礙物，就需要3D感知。 3D 激光雷達(dá)在地形分類和分割等其他應(yīng)用中也很有用。

      針對(duì)不同應(yīng)用的更多考慮

      視野 (FoV)：視野是任何 LiDAR 的關(guān)鍵特征。它沿水平和垂直軸分別測(cè)量。自動(dòng)駕駛車輛通常配備一個(gè)或多個(gè)具有 360° 水平 FOV 的 LiDAR，或者配備更多的定向 LiDAR 以確保 360° 視野可用。然而，它可能不需要大的垂直 FoV，因?yàn)樗赡苤恍枰吹缆罚⑶铱赡茉诼访嫔戏?30 到 40 度。

      如果您的應(yīng)用是在受限空間內(nèi)避障，您可能不需要 360 度激光雷達(dá)。 360 度環(huán)繞功能并非在所有情況下都是一項(xiàng)資產(chǎn)。如果您只需要直視前方，則 360 度 LiDAR 會(huì)給您額外的非必要數(shù)據(jù)，從而給系統(tǒng)處理帶來不必要的負(fù)擔(dān)。

      通道數(shù)：具有更多通道的 LiDAR 將產(chǎn)生更密集、更詳細(xì)的點(diǎn)云。您選擇獲得的數(shù)量可能歸結(jié)為您的預(yù)算、處理能力、對(duì)象的大小、與對(duì)象的距離。

      相鄰?fù)ǖ乐g的垂直分隔： 如果您試圖檢測(cè)小物體，則需要確保間隔盡可能小，否則物體可能會(huì)落在兩個(gè)相鄰?fù)ǖ纼?nèi)而未被檢測(cè)到。

      然而，這可以通過移動(dòng)LiDAR來緩解，以便相鄰的激光器落在不同的點(diǎn)上，從而能夠檢測(cè)到物體。一些激光雷達(dá)在垂直視場(chǎng)中心附近的距離較小，而遠(yuǎn)離中心的間距較大。這有助于檢測(cè)激光雷達(dá)焦點(diǎn)附近的物體。

      檢測(cè)低反射率物體： LiDAR傳感器 的范圍和精度根據(jù)物體的反射率或從物體反射回來的光量而有很大差異。稱為緩解，它以百分比表示。白色干墻的緩解率接近90%，而煤炭等物質(zhì)的緩解率約為5%。

      激光雷達(dá)的范圍通常表示為80%的反射率，在10%的反射率下可以下降到1/4甚至更低。如果您的項(xiàng)目涉及觀察或檢測(cè)較暗的物體或不反射大量光線的物體，您可能需要要求 LiDAR 制造商為您提供不同反射率下的范圍和精度......當(dāng)然，除非您一直在看白色石膏板！

      每秒點(diǎn)數(shù)： PPS 或每秒點(diǎn)數(shù)是另一個(gè)值得一看的好規(guī)格。它顯示每秒進(jìn)行多少激光測(cè)量。更多的點(diǎn)將產(chǎn)生更詳細(xì)、更密集和更準(zhǔn)確的點(diǎn)云。

      PPS 主要是激光雷達(dá)頻率（以 Hz 為單位）、通道數(shù)和回波數(shù)的函數(shù)。在雙返回模式下運(yùn)行的LiDAR將提供每秒兩倍的點(diǎn)數(shù)。同樣，以較高頻率運(yùn)行的LiDAR將產(chǎn)生更高的PPS。

      安全認(rèn)證的激光雷達(dá)： 如果您的機(jī)器人或自動(dòng)導(dǎo)引車需要在人類中操作，您可能需要安全評(píng)級(jí)的東西。有一些公司提供安全等級(jí)的2D LiDARs，但目前此選項(xiàng)非常有限。安全等級(jí)LiDAR只是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，還需要考慮其他因素才能使整個(gè)系統(tǒng)獲得安全認(rèn)證。 

      激光雷達(dá)還是完整的解決方案？ 您可能需要一個(gè)完整的測(cè)繪解決方案，而不僅僅是激光雷達(dá)。您的技術(shù)資源將決定將廣泛的生態(tài)系統(tǒng)落實(shí)到位的難易程度。LiDAR 可以為您提供點(diǎn)云，但要理解它，您可能需要本地化、時(shí)間戳和其他有價(jià)值的數(shù)據(jù)。 您可能需要考慮由激光雷達(dá)、IMU、GPS、攝像頭和軟件組成的完整解決方案。 您可能還需要執(zhí)行某種后處理，以便以有意義的方式使用數(shù)據(jù)。

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