What are the Top 5 uses of Lidar?
Why is Lidar so important?
來源:SLAMTEC
歷經40餘年的發展,雷射雷達技術已從最初的雷射測距技術,逐步發展了雷射跟蹤、雷射測速、雷射掃描成像、雷射多普勒成像等技術,因此出現了各種不同種類的雷射雷達,被廣泛應用於各個領域。
雷射雷達在很多年前,並未被大眾所熟知,直至近年來機器人和無人駕駛技術的興起,雷射雷達才逐漸進入人們的視野,在一開始雷射雷達不只為機器人(包括無人駕駛)而誕生,它還被廣泛應用於VR/AR、智慧交通、海洋探索和漁業資源監測、3D列印等領域。
雷射雷達在很多年前,並未被大眾所熟知,直至近年來機器人和無人駕駛技術的興起,雷射雷達才逐漸進入人們的視野,在一開始雷射雷達不只為機器人(包括無人駕駛)而誕生,它還被廣泛應用於VR/AR、智慧交通、海洋探索和漁業資源監測、3D列印等領域。
機器人領域——幫助機器人實現自主定位導航
自主定位導航是機器人,實現自主行走的必備技術,不管什麼類型的機器人,只要涉及到自主移動,就需要在其行走的環境中進行導航定位,但傳統的定位導航方法,由於智慧化水準較低,沒有解決定位導航的問題,直至雷射雷達的出現,在很大程度上化解了這個難題。
機器人採用的定位導航技術,是以雷射雷達SLAM為基礎,增加視覺和慣性導航等,多感測器融合的方案,幫助機器人實現自主建圖,路徑規劃、自主避障等任務,它是目前性能最穩定、可靠性最強的定位導航方法,且使用壽命長,後期改造成本低。
機器人採用的定位導航技術,是以雷射雷達SLAM為基礎,增加視覺和慣性導航等,多感測器融合的方案,幫助機器人實現自主建圖,路徑規劃、自主避障等任務,它是目前性能最穩定、可靠性最強的定位導航方法,且使用壽命長,後期改造成本低。
掃地機器人,是目前單線雷射雷達應用最廣泛的領域,雷射雷達配合Slam算法,可以讓掃地機器人<在房間裡實現智慧清掃,清掃的過程中繪製地圖,即時傳輸到手機APP,就算用戶不在家,也可以透過手機APP查看清掃情況,以及安排其他地方清掃。
無人車領域——自主感知道路環境及規劃路線
在無人車領域,雷射雷達主要以多線數為主,作用與機器人領域相當,主要是幫助汽車自主感知道路環境,自動規劃行車路線,並控制車輛到達預定的目標。
雷射雷達是怎麼幫汽車辨識路口與方向呢?雷射雷達使用的技術是飛行時間,就是根據雷射遇到障礙物後的折返時間,計算目標與自己的相對距離。
雷射光束可以準確測量視場中,物體輪廓邊沿與設備間的相對距離,這些輪廓資訊組成所謂的點雲,並繪製出3D環境地圖,精度可達到釐米級別,從而提高測量精度。
說到無人車領域,業內人士都知道Velodyne 64線「大花盆」,它是自動駕駛的寵兒,HDL-32線、VLP-16線雷射雷達也是原型車上的熱門激光雷達。
無人機領域——規避障礙物
目前,雷射雷達在低空飛行直升機,障礙物規避方面,已進入實用階段,在其他軍事應用研究領域也日趨成熟。直升機在進行低空巡邏飛行時,極易與地面小山或建築物相撞。
為此,研製能規避地面障礙物的直升機機載雷達<是人們夢寐以求的願望。目前,這種雷達已在美國、德國和法國獲得了成功。
為此,研製能規避地面障礙物的直升機機載雷達<是人們夢寐以求的願望。目前,這種雷達已在美國、德國和法國獲得了成功。
美國研製的直升機超低空飛行障礙規避系統,使用固體雷射二極管發射機,和旋轉全像掃描器,可檢測直升機前很寬的空域,地面障礙物資訊,即時顯示在機載平視顯示器,或頭盔顯示器上,為安全飛行起了很大的保障作用。
AR/VR領域——精準定位三維空間位置
VR/AR也是最近幾年火起來的,市場前景可觀。VR一體機、智慧眼鏡等產品已經問市,AR眼鏡、AR頭顯的應用,也是非常之廣。
在用到AR頭顯進行的遊戲中,運用的空間感知定位技術裡面,會用到雷射雷達和許多配套的光學感測器,透過SLAM技術(即時定位與地圖構建),精準定位自己在三維空間中的位置,增強在遊戲中的真實體驗感。
海洋生物——海洋探索和漁業資源監測
雷射雷達與海洋生物相關的應用,主要體現在漁業資源調查,和海洋生態環境監測兩方面。
前者常採用藍綠脈衝光作為激發光源,透過對雷射回波信號的辨識提取,以獲得魚群分布區域和密度資訊,結合偏振特徵分析可對魚群種類進行辨識;
後者常採用海洋雷射螢光雷達,透過對雷射誘導目標物,發射的螢光等光譜信號的探測分析,以獲得海洋浮游生物及葉綠素等物質的種類和濃度分布資訊。
前者常採用藍綠脈衝光作為激發光源,透過對雷射回波信號的辨識提取,以獲得魚群分布區域和密度資訊,結合偏振特徵分析可對魚群種類進行辨識;
後者常採用海洋雷射螢光雷達,透過對雷射誘導目標物,發射的螢光等光譜信號的探測分析,以獲得海洋浮游生物及葉綠素等物質的種類和濃度分布資訊。
近年來,環境問題廣受大家關注,而對海洋環境的保護已成共識,海洋雷射雷達,作為一種先進的海洋探索與監測手段,已經成為主流。
3D列印——扮演測量、監控等角色
在3D列印裡面也會有用到雷射雷達的地方,如之前很火的Printoptical3D列印技術,本質上是一種「從CAD設計到光學部件」的一站式技術,其列印出來的光學部件,不需要進行像拋光、研磨和著色這樣的後處理。
這種技術主要基於成熟的寬幅工業噴墨列印設備,透過紫外線固化的透明聚合物液滴噴射出來,然後被整合在列印頭上的強紫外線燈固化,最終可以形成各種各樣的幾何形狀,雷射雷達在這裡面扮演者測量、監控等角色。
雷射雷達除了以上應用領域,未來仍有更多的應用空間可拓展,針對不同的場景,對雷射雷達的要求也不同,未來,在機器人領域雷射雷達仍有上升空間,隨著技術的成熟,未來雷射雷達市場可期。
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