近年來(lái)，隨著更好的制造技術(shù)和大規(guī)模生產(chǎn)降低了這項(xiàng)技術(shù)的價(jià)格，激光雷達(dá)越來(lái)越受歡迎。

但是由于沒(méi)有一種激光雷達(dá)解決方案是最適合所有應(yīng)用的，所以選擇合適的LDAR是很棘手的，一個(gè)>5萬(wàn)美元的激光雷達(dá)對(duì)于自主車(chē)輛來(lái)說(shuō)是很好的，但它可能無(wú)法正確地檢測(cè)不到一米以外的障礙物，一個(gè)<1萬(wàn)美元的激光雷達(dá)可以有效地完成這項(xiàng)工作，但可能無(wú)法看得很遠(yuǎn)。

如果你正在考慮在你的任何項(xiàng)目中使用激光雷達(dá)，請(qǐng)繼續(xù)閱讀，了解如何為你的應(yīng)用選擇合適的激光雷達(dá)。

激光雷達(dá)的用途是什么？

多年來(lái)，激光雷達(dá)一直被用于測(cè)量、林業(yè)、地質(zhì)、采礦、建筑和測(cè)繪，但現(xiàn)在它們正成為自主車(chē)輛和機(jī)器人應(yīng)用的熱門(mén)組件。

例如，在建筑領(lǐng)域，你可以得到一個(gè)手持式激光雷達(dá)設(shè)備，在建筑物周?chē)凶邥r(shí)攜帶。該設(shè)備可以創(chuàng)建一個(gè)3D點(diǎn)云，因此你可以將建筑物的掃描與建筑設(shè)計(jì)的CAD文件進(jìn)行匹配，以查看真實(shí)的建筑物是否符合測(cè)量要求，也可以協(xié)助進(jìn)行竣工過(guò)程和測(cè)量。

在采礦業(yè)中，你可以使用激光雷達(dá)進(jìn)行安全和監(jiān)控。與其將人類(lèi)置于危險(xiǎn)之中，你可以將裝備激光雷達(dá)的機(jī)器人送入礦井，以檢測(cè)異常情況，如墻壁上的裂縫或其他可能存在危險(xiǎn)的物理物體。雖然你也可以用攝像頭來(lái)做這件事，但攝像頭并不擅長(zhǎng)拾取深度，即使你能看到墻上的裂縫，攝像頭也無(wú)法告訴你它有多深。攝像機(jī)還受光線(xiàn)條件的影響很大，在某些環(huán)境下可能不是很理想。

長(zhǎng)距離與短距離和近距離

首先，你要看激光雷達(dá)的射程。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，射程在100米以上的長(zhǎng)距離激光雷達(dá)價(jià)格較高。

例如，長(zhǎng)距離激光雷達(dá)可以很好地用于導(dǎo)航快速移動(dòng)的車(chē)輛.，但它們通常只能探測(cè)中遠(yuǎn)距離的物體，它們不能在近距離上工作，例如用于探測(cè)1米以?xún)?nèi)的物體。

如果你的應(yīng)用涉及到快速移動(dòng)的車(chē)輛，長(zhǎng)距離激光雷達(dá)可以提供幫助，因?yàn)槟惚仨殭z測(cè)遠(yuǎn)處的物體，并在物體靠近之前采取必要的行動(dòng)。

在室內(nèi)或移動(dòng)速度較慢的車(chē)輛，你通常不需要長(zhǎng)距離。 如果你正在操作一個(gè)緩慢移動(dòng)的機(jī)器人，你通常需要看到25米以?xún)?nèi)，你可以用短程激光雷達(dá)工作。

近距離激光雷達(dá)用于探測(cè)附近的物體。例如，您可能需要在車(chē)輛上使用近距離激光雷達(dá)來(lái)檢測(cè)障礙物，同時(shí)打開(kāi)車(chē)門(mén)。通常情況下，您會(huì)將長(zhǎng)距離或短距離激光雷達(dá)與近距離激光雷達(dá)結(jié)合起來(lái)。

二維與三維

二維激光雷達(dá)將探測(cè)一個(gè)物體。3D激光雷達(dá)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)更詳細(xì)的點(diǎn)云，可以用來(lái)確定物體的形狀和深度，并確定它是什么，而不僅僅是告訴機(jī)器人或車(chē)輛 "那里有東西"。3D可以讓你更好地理解周?chē)沫h(huán)境，所以你的機(jī)器人或車(chē)輛可以區(qū)分一棵樹(shù)、高速公路上的標(biāo)志或迎面而來(lái)的卡車(chē)。

區(qū)別其實(shí)在于可以從它們身上提取的信息。例如，在建筑物中使用它們，2D激光雷達(dá)只能給你一個(gè)平面圖，而使用3D激光雷達(dá)，你可以得到3D地圖和建筑物中每個(gè)物體的位置和高度。所以，使用哪一種取決于應(yīng)用。

如果你是在平面環(huán)境中導(dǎo)航，而且你的機(jī)器人不高，也許2D激光雷達(dá)就足夠了。然而，對(duì)于3D戶(hù)外環(huán)境，其中有障礙物，如懸掛的樹(shù)枝或管道，你需要3D感知。3D激光雷達(dá)在其他應(yīng)用中也很有用，比如地形分類(lèi)和分割。

對(duì)不同應(yīng)用的更多考慮

視場(chǎng)（FoV）。視場(chǎng)是任何激光雷達(dá)的一個(gè)關(guān)鍵特征。它沿水平和垂直軸分別測(cè)量。自主車(chē)輛通常配備一個(gè)或多個(gè)具有360°水平視場(chǎng)角的激光雷達(dá)，或更多數(shù)量的定向激光雷達(dá)，以確保360°度的視野。然而，它可能不需要一個(gè)larege垂直FoV，因?yàn)樗赡苤恍枰吹缆?，可能需要看離路面30到40度。

如果您的應(yīng)用是在有限的空間內(nèi)避開(kāi)障礙物，您可能不需要360度激光雷達(dá)。360度環(huán)繞功能并不是所有情況下的資產(chǎn)。如果您只需要直視前方，360度激光雷達(dá)會(huì)給您提供額外的非必要數(shù)據(jù)，從而給系統(tǒng)處理帶來(lái)不必要的負(fù)荷。

通道數(shù)量。擁有更多通道的激光雷達(dá)會(huì)產(chǎn)生更密集、更詳細(xì)的點(diǎn)云。你選擇得到的數(shù)量可能會(huì)歸結(jié)為你的預(yù)算、處理能力、物體的大小、與物體的距離。

相鄰?fù)ǖ乐g的垂直距離。如果你想檢測(cè)小物體，你需要確保分離度盡可能小，否則物體有可能落在相鄰的兩個(gè)通道中而不被檢測(cè)到。

不過(guò)，可以通過(guò)移動(dòng)激光雷達(dá)，使相鄰的激光器落在不同的點(diǎn)上，從而能夠探測(cè)到物體，來(lái)緩解這一問(wèn)題。有些激光雷達(dá)在垂直FOV中心附近的分離度較小，而遠(yuǎn)離中心的分離度較大。這有助于探測(cè)激光雷達(dá)焦點(diǎn)附近的物體。

探測(cè)低反射率物體。激光雷達(dá)的探測(cè)范圍和精度有很大的不同，這取決于物體的反射率或從物體反射回來(lái)的光的多少。被稱(chēng)為 "反射率"(Remission)，用百分比表示。一面白色的干墻會(huì)有接近90%的反射率，而像煤炭這樣的東西會(huì)有5%左右的反射率。

一臺(tái)激光雷達(dá)的探測(cè)范圍通常以80%的回波表示，它可以下降到1/4甚至更少的10%的回波。如果你的項(xiàng)目涉及到觀察或探測(cè)較暗的物體或不反射大量光線(xiàn)的物體，你可能會(huì)想要求激光雷達(dá)制造商提供不同的衰減范圍和精度......當(dāng)然，除非你一直在看白色的干墻。

點(diǎn)/秒：PPS或點(diǎn)/秒是另一個(gè)很好的規(guī)格。它顯示了每秒要進(jìn)行多少次激光測(cè)量。更多的點(diǎn)將導(dǎo)致更詳細(xì)、更密集和更精確的點(diǎn)云。

PPS主要是激光雷達(dá)的頻率（Hz）、通道數(shù)和回波數(shù)的函數(shù)。在雙回波模式下工作的激光雷達(dá)，每秒提供的點(diǎn)數(shù)會(huì)增加一倍。同樣，激光雷達(dá)以較高的頻率工作，也會(huì)產(chǎn)生較高的PPS。

安全認(rèn)證的激光雷達(dá)：如果你的機(jī)器人或自主導(dǎo)引車(chē)需要在人類(lèi)中運(yùn)行，你可能需要一些安全等級(jí)的東西。有一些公司提供安全等級(jí)的二維激光雷達(dá)，但這個(gè)選項(xiàng)在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)上是非常有限的。安全等級(jí)的激光雷達(dá)只是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，還需要考慮其他因素，使整個(gè)系統(tǒng)獲得安全認(rèn)證。

激光雷達(dá)還是完整的解決方案？你可能需要一個(gè)完整的測(cè)繪解決方案，而不僅僅是激光雷達(dá)。你的技術(shù)資源將決定如何輕松地將一個(gè)廣泛的生態(tài)系統(tǒng)落實(shí)到位。LiDAR可以為您提供一個(gè)點(diǎn)云，但為了使其更有意義，您可能需要本地化、時(shí)間標(biāo)記和其他有價(jià)值的數(shù)據(jù)。您可能需要考慮由LiDAR、IMU、GPS、相機(jī)和軟件組成的完整解決方案。你可能還需要做一些后處理，以有意義的方式使用數(shù)據(jù)。