激光雷達(dá)通過(guò)檢測(cè)道路邊沿,,擬合三次曲線方程,從而將道路以外的點(diǎn)剔除,。
常用方法包括:
1,、柵格化后根據(jù)網(wǎng)格內(nèi)點(diǎn)云的高度差判斷路沿點(diǎn),;
2、對(duì)同一條掃描線上的點(diǎn)集,,計(jì)算曲率變化,,從而判斷路沿點(diǎn);
3,、根據(jù)點(diǎn)云法向量的變化,,求取路沿點(diǎn),;
以上方法也可混合使用,,優(yōu)化檢測(cè)效果。
汽車(chē)使用的雷達(dá)主要有三種:
1,、超聲波雷達(dá):這是一種很常見(jiàn)的傳感器,,主要用于短距離障礙物探測(cè),比如倒車(chē)?yán)走_(dá),,平時(shí)倒車(chē)時(shí)發(fā)出的滴滴聲,,是超聲波雷達(dá)給出的反饋。
它的優(yōu)點(diǎn)是成本低,,測(cè)距方法簡(jiǎn)單,,適合短距離測(cè)量。
2,、毫米波雷達(dá):工作原理和超聲波雷達(dá)類(lèi)似,,但它更進(jìn)了一步,多用于測(cè)距離,、速度和方位,。
優(yōu)點(diǎn)是分辨率高,反應(yīng)速度敏捷,不受天氣影響,,能夠穿透霧,、煙、灰塵等,,測(cè)量距離更遠(yuǎn),,一般在150-250米之間。
3,、激光雷達(dá):優(yōu)點(diǎn)是探測(cè)范圍廣,,獲取距離和位置的精度更高,能生成三維的位置信息,,快速確定目標(biāo)的位置,、大小、外貌和材質(zhì),,在遠(yuǎn),、小障礙物、近距離加塞等場(chǎng)景有優(yōu)勢(shì),。
激光雷達(dá)的障礙物檢測(cè)流程一般如下:
1,、 考慮到車(chē)上有多個(gè)傳感器共同作業(yè),需要對(duì)輸入的激光點(diǎn)云做時(shí)間同步和外參標(biāo)定,。
2,、考慮到激光雷達(dá)的采樣噪聲和點(diǎn)云數(shù)據(jù)量大的問(wèn)題,需要對(duì)點(diǎn)云做預(yù)處理,,減少數(shù)據(jù)量,,剔除噪聲點(diǎn)。
3,、每幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)中包含了大量的地面點(diǎn),,檢測(cè)的目的是獲取道路障礙物信息,需要進(jìn)一步分割出地面上的點(diǎn)云,。
4,、地面上的障礙物點(diǎn)通常采用無(wú)監(jiān)督的聚類(lèi)算法形成多個(gè)團(tuán)簇,每個(gè)團(tuán)簇則表示一個(gè)障礙物,。
5,、針對(duì)團(tuán)簇的物體識(shí)別可以根據(jù)任務(wù)需求而定,如果需要類(lèi)別信息,,可以采用特征提取+分類(lèi)器的方式分類(lèi)障礙物,。
6、對(duì)每一塊團(tuán)簇做包圍框擬合,,計(jì)算障礙物屬性,,比如中心點(diǎn),,質(zhì)心點(diǎn),長(zhǎng)寬高等,。
7,、對(duì)每一個(gè)障礙物構(gòu)建一個(gè)濾波器做跟蹤,平滑輸出,。
激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn):
1,、分辨率高
激光雷達(dá)可以獲得高的角度、距離和速度分辨率,。
通常角分辨率不低于0.1mard也是說(shuō)可以分辨3km距離上相距0.3m的兩個(gè)目標(biāo)(這是微波雷達(dá)無(wú)論如何也辦不到的),,并可同時(shí)跟蹤多個(gè)目標(biāo);距離分辨率可達(dá)0.lm,;速度分辨率能達(dá)到10m/s以內(nèi),。
距離和速度分辨率高,意味著可以利用距離——多譜勒成像技術(shù)來(lái)獲得目標(biāo)的清晰圖像,。
分辨率高,,是激光雷達(dá)的顯著的優(yōu)點(diǎn),其多數(shù)應(yīng)用都是基于此,。
2,、隱蔽性好、抗有源干擾能力強(qiáng)
激光直線傳播,、方向性好,、光束非常窄,只有在其傳播路徑上才能接收到,,因此敵方截獲非常困難,,且激光雷達(dá)的發(fā)射系統(tǒng)(發(fā)射望遠(yuǎn)鏡)口徑很小,可接收區(qū)域窄,,有意發(fā)射的激光干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)的概率低,;另外,,與微波雷達(dá)易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同,,自然界中能對(duì)激光雷達(dá)起干擾作用的信號(hào)源不多,因此激光雷達(dá)抗有源干擾的能力很強(qiáng),,適于工作在日益復(fù)雜和激烈的信息戰(zhàn)環(huán)境中,。
3、低空探測(cè)性能好
微波雷達(dá)由于存在各種地物回波的影響,,低空存在有一定區(qū)域的盲區(qū)(無(wú)法探測(cè)的區(qū)域),。
而對(duì)于激光雷達(dá)來(lái)說(shuō),只有被照射的目標(biāo)才會(huì)產(chǎn)生反射,,完全不存在地物回波的影響,,因此可以“零高度”工作,,低空探測(cè)性能較微波雷達(dá)強(qiáng)了許多。
4,、體積小,、質(zhì)量輕
通常普通微波雷達(dá)的體積龐大,整套系統(tǒng)質(zhì)量數(shù)以噸記,,光天線口徑達(dá)幾米甚至幾十米,。
而激光雷達(dá)要輕便、靈巧得多,,發(fā)射望遠(yuǎn)鏡的口徑一般只有厘米級(jí),,整套系統(tǒng)的質(zhì)量小的只有幾十公斤,架設(shè),、拆收都很簡(jiǎn)便,。
而且激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,維修方便,,操縱容易,,價(jià)格也較低。
現(xiàn)代激光技術(shù),、探測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)確保激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)觀測(cè),,獲取大氣性質(zhì)實(shí)時(shí)變化。
通過(guò)探測(cè)激光與大氣中各種分子和大氣氣溶膠等介質(zhì)相互作用的輻射信號(hào)來(lái)反演大氣性質(zhì),,其測(cè)量原理涉及激光輻射與大氣介質(zhì)間相互作所產(chǎn)生的各種物理過(guò)程,。
按照不同原理區(qū)分,有差分吸收雷達(dá),、米散射雷達(dá),、拉曼雷達(dá)等等,激光雷達(dá)測(cè)量大氣參數(shù)包括:氣溶膠和云(能見(jiàn)度,,不同波長(zhǎng)散射和消光特性,,偏振特性,整層光學(xué)厚度和大氣透過(guò)率等),,溫度,、密度(氣壓)、濕度(水汽含量),,痕量氣體含量( SO2,、 O3、CO2 ,、NOx,、CH4), 風(fēng)場(chǎng)等,。
隨著激光雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展,,它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大氣,、環(huán)境、氣象,、空間,、遙感等眾多領(lǐng)域。
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