除了測距半徑等常規性指標之外,雷達還需要關注這些~

激光雷達憑藉良好的指向性和高度聚焦性,已經成為移動機器人的核心傳感器,同時,也是目前最穩定可靠的定位技術。

作為核心傳感器,在衡量一款雷達產品是否實用和可靠的時候,不能僅從測距半徑、測距精度、採樣率等常規性指標考慮,還要從客戶的需求出發,更深層次得去衡量。

1) 滿足更遠的測距需要

由於測量原理的關係,激光雷達一般在10米以內都可以實現很高的測距分辨率,但其分辨率會隨著探測物體距離增加而劇烈下降。

所以,為了應對更多、更大的環境,激光雷達應該在有效的成本內滿足更遠的測距需求。

目前,思嵐的RPLIDAR A3已經能滿足25m測距需要,可以在更加廣闊的環境中進行地圖構建和定位,並保持很好的測距精度。

除了測距半徑等常規性指標之外,雷達還需要關注這些~

| RPLIDAR A3 25米測距效果

2)擁有更高的採樣率

激光雷達每秒的激光測距點數直接影響了雷達掃描獲取的高精度輪廓信息的效果,點數越多,輪廓圖形越清晰,建圖越精確,地圖構建質量越有保證。

除了測距半徑等常規性指標之外,雷達還需要關注這些~

| 4K/8K/16K採樣對比

3)抗日光干擾

日光干擾一直是困擾用戶使用的一個大問題,因為很多雷達在室外工作的能力幾乎為 O 。因此,這是一個急需解決的問題。

由於產生光干擾的種類較多,這對於採用三角測距法原理的激光雷達來說影響更加嚴重。因為需要能夠區分出環境光和激光信號,需要配合優異的處理算法和光學調校。

(1)自然光:如,窗戶投射進來的陽光;

(2)人造光:如,電燈投射的人造光;

(3)室外光:如,在室外工作的自然光;

……

除了測距半徑等常規性指標之外,雷達還需要關注這些~

| 自然光(左)、人造光(中)、 室外光 (右)

讓激光雷達擁有環境光抗干擾能力,是業界一直在做的事情。

以思嵐科技的RPLIDAR A3抗日光干擾能力為例:

室內:

除了測距半徑等常規性指標之外,雷達還需要關注這些~

|RPLIDAR 對著強光燈

除了測距半徑等常規性指標之外,雷達還需要關注這些~

| RPLIDAR 的抗干擾效果

室外:

除了測距半徑等常規性指標之外,雷達還需要關注這些~

| RPLIDAR 面對室外光源

除了測距半徑等常規性指標之外,雷達還需要關注這些~

| RPLIDAR 的抗干擾效果

4)深色物體的檢測

目前,激光雷達所標稱的距離大多以90%反光率的漫反射物體(如白紙)作為測試基準。但實際上,對於深色物體的有效檢出也同樣是一個重要的性能指標。

除了測距半徑等常規性指標之外,雷達還需要關注這些~

由於深色物體吸收了絕大部分的光能量,要讓激光雷達對於深色物體的檢出能力跟白色物體一樣是不現實的,尤其是對以機器視覺為核心的三角測距遠離雷達而言。

但雷達在實際應用的過程中又不可避免的會遇到很多深色物體,如:深色的櫃子、傢俱等等…

應急的處理方法可以先這樣:

(1)在材料表面直接粘貼標準的高反啞光膠帶,可顯著改善雷達測不到的問題;

(2)在材料表面貼磨砂膜(此解決方案僅在雷達較近的範圍內有效,大約3m);

(3)利用廣告噴繪膠帶提升測距極限值;

……

但是對於RPLIDAR A3來說,不需要做太多處理,即可在10-20米範圍內有效檢出黑色物體,表現也更加穩定。

除了測距半徑等常規性指標之外,雷達還需要關注這些~

| RPLIDAR A3深色物體檢測效果展示圖

5)適應環境能力強,壽命長

雖然有些工作場景環境很好,但是也要讓機器人做好在“惡劣”環境中作戰的準備。相應的,也就要求核心傳感器——激光雷達擁有這種適應能力。

RPLIDAR 系列雷達可以在-10℃到40℃的環境下工作,滿足絕大部分機器人廠商和相關應用的環境溫度需求。同時,結合光磁融合技術,極大地保證雷達的使用壽命。

6)尺寸小巧,易於安裝

激光雷達作為一個核心零部件,在服務機器人、環境空間測繪等領域應用頗多,由於使用場景和形式的不同,自然不能像自動駕駛車上“頭頂花盆”式的安裝方法,應該擁有更小巧精緻的體積,去適配市面上大部分的產品。

RPLIDAR 系列雷達身形小巧,厚度僅為4cm,符合各類市場使用需求。

除了測距半徑等常規性指標之外,雷達還需要關注這些~

| 部分使用RPLIDAR 產品集合

7)功能更為豐富,滿足更多的應用需求

激光雷達除了可以應用在機器人定位導航、空間測繪等領域,還可以利用相應的sdk接口,進行3D應用及多點觸摸拓展,豐富更多的應用,滿足各類需求。

最後,激光雷達作為建圖、定位、導航的核心傳感器,只能看到與自己高度同平面的障礙物,低於或高於激光雷達高度的障礙物激光雷達看不到。所以,未來,多傳感器的融合是大勢所趨,而思嵐也早已著手這點,在不斷提升雷達性能參數的基礎上,融合多傳感器數據,配合導航算法,更靈活的規劃行走線路。


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