廣告
激光雷達(dá)在無人駕駛應(yīng)用中如何應(yīng)對雨霧灰塵環(huán)境及經(jīng)典案例分析
2021-03-04 10:57:48· 來源：智車科技 作者：fxfreefly@CSDN
本文來源：fxfreefly@CSDN /?導(dǎo)讀?/ 問題描述 激光雷達(dá)在無人駕駛應(yīng)用中主要用來探測道路上的障礙物信息，然而由于激光雷達(dá)的固有特性導(dǎo)致激光雷達(dá)在雨霧、灰塵環(huán)境中不要用，會將雨霧、灰塵識別成障礙物。有過無人駕駛開發(fā)經(jīng)驗的工程師可能會體會比較深。這
本文來源：fxfreefly@CSDN
/ 導(dǎo)讀 /
問題描述
激光雷達(dá)在無人駕駛應(yīng)用中主要用來探測道路上的障礙物信息，然而由于激光雷達(dá)的固有特性導(dǎo)致激光雷達(dá)在雨霧、灰塵環(huán)境中不要用，會將雨霧、灰塵識別成障礙物。有過無人駕駛開發(fā)經(jīng)驗的工程師可能會體會比較深。這個問題的根本原因是幾個雷達(dá)的光束打到雨霧、灰塵上會出現(xiàn)反射現(xiàn)象，激光雷達(dá)接收到反射的激光，則判斷雨霧、灰塵為障礙物，造成誤識別。雨霧、灰塵造成的誤識別已經(jīng)成為激光雷達(dá)應(yīng)用中的難點。
可行的解決辦法
(1) 采用多次回波的雷達(dá)
多次回波技術(shù)，在很多激光雷達(dá)中都有應(yīng)用。多次回波指的是激光雷達(dá)發(fā)射的光束打到一些物體上會發(fā)生反射和透射，透射的光再遇到物體還會發(fā)生反射，這樣激光雷達(dá)發(fā)射一束光就不只接收到一次反射光，而是接收到多次反射光，采用相應(yīng)的算法對多次發(fā)射光進(jìn)行處理，就是多次回波技術(shù)。最常見的處理方法就是采用最后一次回波，如果在雨霧、灰塵環(huán)境中，激光可以穿透雨霧、灰塵，并最終打到障礙物上，并反射，采用最后一次回波就可以把雨霧、灰塵濾除掉。當(dāng)然多次回波的作用是有限的如果雨霧、灰塵很大，激光完全穿透不了，依然會造成誤識別。
(2) 采用面激光雷達(dá)
對于線激光雷達(dá)來說，發(fā)射光是一個細(xì)小的光束，很容易受到雨霧、灰塵的影響，如果光束的路徑上正好有雨滴、灰塵顆粒等就會直接被反射回來，造成誤識別。而采用面激光，受雨霧、灰塵干擾的概率就會低很多，這是因為光束變的粗大了，雨滴、灰塵顆粒等只是發(fā)射了一小部分激光，如果加入發(fā)射激光強(qiáng)度的判斷，就可以將雨滴、灰塵顆粒等的干擾濾除掉。目前，F(xiàn)LASH結(jié)構(gòu)的激光雷達(dá)采用的就是面激光的形式。
(3) 采用感知融合
采用感知融合也是解決激光雷達(dá)誤識別的有效方法。在感知系統(tǒng)中采用多種傳感器，用其他傳感器的識別結(jié)果來彌補(bǔ)激光雷達(dá)的缺陷是可行的。例如：采用毫米波雷達(dá)。毫米波雷達(dá)與激光雷達(dá)不同，毫米波穿透雨霧、灰塵的能力很強(qiáng)，幾乎不受雨霧、灰塵的影響。對毫米波雷達(dá)的識別結(jié)果與機(jī)構(gòu)雷達(dá)的識別結(jié)果進(jìn)行融合，也可以有效濾除雨霧、灰塵造成的誤識別。
經(jīng)典案例分析
在這里，我們舉一個知名企業(yè)的實例進(jìn)行分析，看看這個企業(yè)是如何應(yīng)對雨霧、灰塵的環(huán)境的。這個企業(yè)的業(yè)務(wù)中，包括礦山、農(nóng)業(yè)無人駕駛的應(yīng)用。在這兩種環(huán)境中，灰塵是經(jīng)常存在的。所以要保證感知正確無誤首先要解決灰塵對激光雷達(dá)的影響，設(shè)計了一個如下圖所示的激光雷達(dá)機(jī)構(gòu)。
這是一個帶轉(zhuǎn)臺的單線激光雷達(dá)，激光雷達(dá)用的是某知名雷達(dá)廠商生產(chǎn)的單線激光雷達(dá)，雷達(dá)的后邊設(shè)計了一個轉(zhuǎn)臺，工作時，激光雷達(dá)在轉(zhuǎn)臺上旋轉(zhuǎn)。
首先我們來看一下這個激光雷達(dá)，查閱這個雷達(dá)的手冊發(fā)現(xiàn)這個雷達(dá)雖然是單線的激光雷達(dá)，但是它的性能異常強(qiáng)大。它采用了5次回波技術(shù)，如下圖所示。這么多次回波，造成的結(jié)果就是這個激光雷達(dá)可以穿透很多干擾因素，并最終打到真實的障礙物上。從而可以最大限度減小雨霧、灰塵等造成的誤識別。
這個雷達(dá)的輸出頻率也異常高，可以達(dá)到100Hz。也就是說一秒鐘可以輸出100幅單線的點云。這一點是這個方案可以實現(xiàn)的前提。在雷達(dá)的后方設(shè)計一個轉(zhuǎn)臺，雷達(dá)在轉(zhuǎn)臺的帶動下旋轉(zhuǎn)。雖然雷達(dá)本身是單線的，但由于雷達(dá)本身又是旋轉(zhuǎn)的，所以可以形成一個立體空間的點云。如果轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)頻率為1轉(zhuǎn)/秒，則0.5秒可以生成一幅100線的點云。最終生成的點云效果如下所示。
這個方案，可以說是吧激光雷達(dá)用到了極致。通過一個單線激光雷達(dá)，生成了一個很密集的點云，并且可以很大限度濾除雨霧、灰塵的影響。
————————————————
版權(quán)聲明：本文為CSDN博主「fxfreefly」的原創(chuàng)文章，遵循CC 4.0 BY-SA版權(quán)協(xié)議，轉(zhuǎn)載請附上原文出處鏈接及本聲明。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/bhniunan/article/details/105065618
廣告 編輯推薦
最新資訊
-
標(biāo)準(zhǔn)立項|《汽車異種材料鉚接接頭拉伸性能
2026-03-04 11:40
-
“汽車大角度座椅 第1部分：通用要求”將有
2026-03-04 11:39
-
“汽車大角度座椅 第2部分：可靠性要求”將
2026-03-04 11:39
-
電池耐久評價開始從“電池單體性能指標(biāo)”轉(zhuǎn)
2026-03-04 11:38
-
把脈消費趨勢，賦能產(chǎn)業(yè)升級：商務(wù)部副部長
2026-03-04 11:02
