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LiDAR推动了我们的自主未来
2019年05月31日    阅读量:155    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

由于多项技术进步,汽车,机器人和其他机器变得越来越智能,这些技术进步可以帮助这些智能机器更自主地运行和导航。自动化革命的关键技术之一是LiDAR,它代表光探测和测距。


LiDAR通过在表面发射激光脉冲来工作中国机械网okmao.com。然后传感器测量光线返回的时间。光以恒定的已知速度移动,因此机器可以准确地确定其自身与目标之间的距离。传感器可以快速连续地重复此过程,可以构建其周围环境或所选目标的复杂3D地图。


LiDAR数据提供的密集点云可以为街道,大区域,山区地形和其他难以到达的位置创建准确可靠的3D图像。最初由NASA用于外太空任务,如今,LiDAR非常适用于汽车行业,安全系统,测绘和测量以及农业和采矿业的多种应用。



相机和雷达

现代汽车使用摄像头和雷达传感器的组合来实现制动辅助,转向和其他导航应用。然而,相机和雷达都具有固有的缺点,使得完全自主导航变得困难。


相机在光线不足的情况下不能很好地工作,例如在黑暗中行驶,并且难以在潮湿的道路上行驶,这会引起眩光。雷达很适合确定物体移动的速度,但无法区分物体的确切位置; 例如,停在的车辆是在其车道还是在路肩上。


 


LiDAR +相机+雷达=解决方案

LiDAR可以在各种天气条件下提供有价值的3D感知数据,并有助于平衡每种解决方案的优缺点。LiDAR与相机和雷达结合使用,将成为引领自动驾驶汽车时代的关键。


我们将看到LiDAR最初集成到主流汽车中以提供3级主动安全功能,然后在未来几年内,LiDAR将启用4级自动化并最终实现5级功能。LiDAR已经被用于世界各地的自动驾驶汽车的几项试验测试,而不仅仅是私人汽车。创业公司May Mobility一直在积极测试其自动驾驶航天飞机机队,该机队利用Cepton的 LiDAR传感器在美国各城市进行自主驾驶。


 


但它安全吗?

安全是LiDAR可以帮助补充传统解决方案以提供更高效率的另一个领域。同样,对于汽车用例,最佳解决方案是包括LiDAR在内的传感器技术的组合。对于电子安全和安全应用,LiDAR可与网络摄像机结合使用,以提高物体检测精度并自动化PTZ跟踪。


LiDAR可以帮助识别周边何时被破坏以及对物体进行分类,使公司能够识别潜在的威胁并在需要时迅速采取行动。对象分类显着减少了安全系统生成的误报数量,使公司能够更有效地使用其资源。


还可以对LiDAR软件进行编程,以根据不同类型的情况对警报进行分类。例如,当一个人正在接近安全门时可以建立一个协议,而当车辆接近时将建立另一个协议。这使得LiDAR成为机场,企业园区,工业环境,政府设施等各种安全解决方案的理想选择。


 


单飞

随着无人机的普及,3D传感技术将在测绘和测量行业中发挥关键作用。今天许多无人机使用地理参考有效载荷,其包括初始测量单元(IMU)和GNSS / GPS,以提供准确的地理定位。但是,高性能IMU可能非常昂贵,使得它们更难以访问。


LiDAR可以集成到无人驾驶飞行器(UAV)中,用于轻量且经济高效的测绘解决方案,该解决方案也非常准确。与LiDAR集成的无人机的一些使用案例包括地形图,城市地图以及公用设施资产(如管道,电力线和各种基础设施)的映射。这些地图可以帮助城市规划者决定建造什么样的基础设施以及从摩天大楼到道路的地方。甚至考古学家和科学家也在使用激光雷达覆盖更大,更困难的地形,使他们能够在几分钟内绘制出整个城市的地图。


 


进一步沿着食物链

LiDAR技术也正在彻底改变农业和采矿业。集成的LiDAR可以快速准确地绘制区域,这对于农田等大面积区域和狭小空间尤为重要。在农业方面,LiDAR可用于自动拖拉机转向解决方案,为自主性和实时决策能力提供实时3D感知。


激光雷达还可以用于从无人驾驶飞机的头顶进行调查,为农民的精准农业计划提供有关农作物产量的宝贵信息。在矿山中,LiDAR可用于生成更清晰的暗采矿地形图像,并生成详细的调查,以检测洞穴是否不稳定或基础设施是否受损。为采矿机配备LiDAR有助于降低矿工受伤或丢失的风险,并大大提高整体安全性和效率。


在LiDAR解决方案中寻找的一些关键功能包括范围,分辨率,功率效率,尺寸,当然还有价格。对于需要远距离可见度的应用,理想情况下,LiDAR传感器的范围在150到200米之间。分辨率决定了LiDAR传感器可以看到多少,因此高分辨率传感器对于提供精确的3D地图非常重要。


 


功率,尺寸和成本

LiDAR的另一个关键考虑因素是功率效率。对于运动中的机器(例如车辆和UAV)来说尤其如此,以确保它们可以运行更长时间。虽然LiDAR解决方案的早期迭代非常笨重,但目前市场上有更紧凑的LiDAR传感器。


在轻型解决方案延长飞行时间的无人机中,LiDAR传感器的尺寸非常重要。汽车是另一种使用小型LiDAR传感器很有价值的用例。集成到车辆车身中的LiDAR将为汽车提供先进的感知,同时还能保持车辆的美观,这一点在拥有LiDAR的汽车进入大众市场时非常重要。


成本是LiDAR的另一个关键考虑因素。虽然大型组织和政府已经能够利用传统的,昂贵的LiDAR解决方案,但我们现在看到了新一波更实惠的解决方案。可靠性和可扩展性是另外两个关键考虑因素。LiDAR解决方案需要能够承受恶劣条件并长时间工作以保证人员安全,并且需要为自动驾驶汽车等应用大规模量产。


随着LiDAR不断发展并提供更高分辨率的图像,具有更长的距离,更低的成本,在更小的外形尺寸下,LiDAR将继续改变更多行业并改善日常生活。


 


标签:行业资讯今日头条技术中心汽车及配件
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