首页 > 人工智能 > 机器人开发 > 一款好的激光雷达,要看哪些参数?
因自动驾驶而“闻名”的激光雷达,伴随着汽车、服务机器人等领域的需求爆发,不管是技术还是产品,都进入了一个新的发展阶段。
那么,到底怎样的雷达才是一款好的雷达呢? 大家会习惯性先看下面几个参数,那今天就先从这几个参数说起。
► 测距半径
作为主要用途是距离测量的激光雷达,其测量的最大距离(量程)自然是其最核心的指标。大部分激光雷达都会直接以测量距离作为其主要指标。思岚的激光雷达主要面向服务机器人,12m-40m测距半径完全满足需要。因为在一定成本条件下,适合的测距极限才是王道。
▲ RPLIDAR S2 30m测距半径
► 采样频率
众所周知,机器人通过激光雷达扫描测距时,高采样频率可以确保进行更多次的扫描,从而获得更多数据,扫描出更为精细、质量更高的点云图,辅助机器人后续避障导航,及时做出响应。
▲ 不同采样频率下获得的点云数据
思岚科技作为
机器人自主定位导航解决方案服务商,在技术改良和产品升级上从来没有停止过探索的脚步,在
以实用性和可靠性作为第一考虑的情况下,
提升了软件算法和内部硬件结构,没有顾此失彼。
► 测距分辨率
由于测量原理的关系,激光雷达一般在10米以内都可以实现很高的测距分辨率,但其分辨率会随着探测物体距离增加而剧烈下降。所以,为了获得更高质量的地图,分辨率越小越好。
因此,为了实现更好的测距分辨率,就不只是增加激光器功率这么简单了,需要对于测距核心有本质的改良。同时为了可靠量产,也需要做很多的配套工作。
► 角分辨率
角分辨率是指两个相邻测点的角度,角分辨率越小,可扫描到的物体越小,点云越密集。思岚科技RPLIDAR S2拥有0.12°角度分辨率,对于一些细小、黑色物体的检测能力变强,让机器人更”聪明“。
▲ S2,细小物体检测效果
► 防护能力
除了以上几个关键指标之外,激光雷达的防护能力也是一大重要指标,在实际的工作环境中,机器人常常会遇到室内强光源、室外强阳光、室内水雾等工作环境。所以雷达的防护等级也尤为重要,是机器人能否在这些环境下工作的一个硬性保障。
目前,RPLIDAR S2不仅做到了在室外80K lux阳光下可以正常工作,封闭式外罩,让其防护等级向IP65看齐,有效抵抗水雾环境,满足机器人各场景使用。
▲ S2在室外80K lux阳光下正常工作
以上这些,都是识别一款雷达是否符合应用的参数指标。 但是随着雷达在细分市场的应用越来越多,遇到的实际使用问题也会越来越多。
上图是一个很普通,很常见的办公场景,但是对于激光雷达来说,却有很多坑要避,有很多本领要展示
。
上述办公场景有这样几个环境特征:
1、
黑色桌腿,黑色门框,黑色踢脚线
2、 瓷砖地面,光滑反光
3、 透明玻璃,激光信号可能会打穿
……
那今天我们就借助这个场景,了解一下激光雷达除了要看基本的参数指标外,该如何从这些参数中发掘 冰山下的一角,确保雷达的稳定性和实用性。
► 黑色物体/细小物体检出率
由于白色和黑色漫反射率不同,所以雷达在检测黑白物体的能力上也有所不同。目前激光雷达主要应用在商场、餐厅、办公楼……,这些场景里难免会出现身着深色裤子、黑色鞋子的人,出现黑色椅凳,如果检出能力不强大,会出现黑白分层,甚至检测不出的情况, 所以激光雷达对黑色物体/细小物体的检出就显得尤为重要。
▲ S2测量黑白物体不分层
▲ S2细小物体检出效果(椅子腿)
► 透明/磨砂玻璃/高反射物体检出率
除了深色物体外,激光雷达还会遇到透明玻璃、高反射的瓷砖、镜面等环境,如果雷达检测能力不强,就会造成漏检、错检,对机器人后续建图导航造成一定影响,比如:边角毛刺多、丢点、地图重合……
▲ 地图毛刺多
思岚的激光雷达在算法和光学上下了狠功夫,对透明玻璃、高反射物体带来的噪点可以进行滤波,测距表现不俗。
▲ RPLIDAR S2开箱视频,内附 透明玻璃等多项检测能力
► 抗 环境光干扰能力
激光雷达在应用的过程中会遇到两种光源,一种是自然光源(如阳光),还有一种是人造光源(如灯光)。
其实,不管是自然光源还是人造光源,都会在雷达扫描建图的过程中产生噪点,影响超声波等传感器的误触发,继而影响整个机器人的导航效率。 同时,也可能导致雷达的有效测量距离变短或者完全无法进行距离测量。
▲ 环境光对激光雷达造成的噪点
所以,雷达的抗环境光能力显得尤为重要。为了应对光源因素带来的干扰,思岚科技在处理雷达算法以及光学调教上没少下功夫,采用独有的算法+传感器技术,对射灯、指示灯、金属等光源产生的噪点进行过滤,大大降低噪点带来的导航干扰。
可点击查看大图
► 外观尺寸
激光雷达目前在机器人、智能家居、轻量级无人驾驶等多领域得到应用,激光雷达作为其中的载体部分,对尺寸和重量有一定的要求,在外观上越薄越好,在性能上,集成度越高越好 。
思岚的激光雷达采用定制特殊部件,内部机械系统也是精心设计,在极限压缩体积的情况下,依旧能保证优越性能。
A系列雷达产品厚度均在4 厘米左右,适合于各类服务机器人。S系列雷达更是实现了超薄外观的又一极限提升,小巧轻薄 ,贴合机器人整体外观设计,不影响机器人的科技感和线条感。
▲ RPLIDAR 尺寸小巧紧凑,贴合机器人设计
► 兼容性
除了一些参数外,其实雷达的兼容性也很重要。历经数代产品的更新,RPLIDAR保持了良好的兼容性。
在SDK方面,即使是最早发布的RPLIDAR A1都可以被任意思岚发布的SDK所兼容。
在接口方面,S2的接口与A系列雷达接口一致,高度集成,完美兼容。
▲ S2与A系列接口一致
以上,就是挑选一款雷达要着重注意的一些指标,其实说了这么多,还是要以实用性和可靠性作为第一准则,这样才能在商用/工业应用领域适配更多细分需求。
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