光探測(cè)和測(cè)距 (LiDAR) 技術(shù)是一種流行的遙感方法，用于測(cè)量地球表面物體的精確相對(duì)距離。該技術(shù)構(gòu)思于 1960 年代，并經(jīng)歷了許多改進(jìn)。

激光雷達(dá)自發(fā)明以來，廣泛應(yīng)用于林業(yè)、測(cè)繪等領(lǐng)域。但今天，它們已成為自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人應(yīng)用、采礦和基礎(chǔ)設(shè)施檢查的熱門單位。

市場(chǎng)上有一系列 LiDAR 傳感器，具有不同的功能和規(guī)格，為特定應(yīng)用選擇合適的傳感器可能會(huì)讓人不知所措。

繼續(xù)閱讀以了解為您的應(yīng)用選擇 LiDAR 傳感器時(shí)的重要注意事項(xiàng)，并探索流行的 LiDAR 分類以做出正確的選擇。

不同應(yīng)用的激光雷達(dá)注意事項(xiàng)

短距離和近距離比。長距離

遠(yuǎn)程 LiDAR 價(jià)格昂貴，射程超過 100 米。例如，遠(yuǎn)程 LiDAR 適用于移動(dòng)速度更快的導(dǎo)航車輛和中遠(yuǎn)程范圍內(nèi)的物體檢測(cè)。

短程 LiDAR 可檢測(cè) 25 米內(nèi)的物體，非常適合緩慢移動(dòng)的車輛。

近距離激光雷達(dá)可以快速識(shí)別附近的物體。例如，近距離激光雷達(dá)可以識(shí)別車門附近的障礙物。

當(dāng)您將遠(yuǎn)程或短程 LiDAR 與近程激光雷達(dá)結(jié)合使用時(shí)，可以獲得更好的結(jié)果。

3D 與 2D

2D LiDARs 識(shí)別一個(gè)物體并給機(jī)器人或車輛一個(gè)范圍內(nèi)“有東西”的想法。

3D 激光雷達(dá)提供更復(fù)雜的點(diǎn)云，有助于了解物體的形狀、大小和深度。2D 和 3D 之間的區(qū)別在于從中獲取的信息類型。

視場(chǎng) (FoV)

FoV 是通過水平軸和垂直軸獨(dú)立測(cè)量的。一輛自動(dòng)駕駛汽車或機(jī)器人通常配備一個(gè)或多個(gè)視野超過 270 度的 LiDAR。

通道數(shù)

通道數(shù)決定了點(diǎn)云的密度和細(xì)節(jié)。更多的通道將提供更密集但更全面的點(diǎn)云，反之亦然。您的處理能力、預(yù)算、對(duì)象的大小及其相對(duì)距離決定了您對(duì)通道數(shù)量的選擇。

緩解水平

由于 LiDAR 技術(shù)使用光脈沖，其精度和范圍在很大程度上取決于物體的反射率（從物體反射回來的光量），也稱為反射率。它以百分比表示。例如，白色石膏板的反射率約為 90%，而一塊煤的反射率為 5%。

每秒點(diǎn)數(shù) (PPS)

Points Per Second 顯示每秒進(jìn)行的激光測(cè)量的數(shù)量。點(diǎn)數(shù)越多，點(diǎn)云的細(xì)節(jié)、密度和精度越高。

安全與非安全等級(jí)

選擇 LiDAR 傳感器時(shí)，根據(jù)傳感器的安全等級(jí)進(jìn)行選擇也很重要。對(duì)人類存在潛在風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)用需要安全等級(jí)傳感器。國際電工委員會(huì) (IEC) 和美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) (ANSI) 已發(fā)布規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范 LiDAR 傳感器的安全性。例如，IEC61496 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電敏防護(hù)設(shè)備 (ESPE) 構(gòu)造和測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)。

ESPE 級(jí)別是根據(jù)與行業(yè)內(nèi)使用的機(jī)械或流程相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)來確定的。同樣，安全完整性等級(jí) 2 (SIL2) 或 ISO 13849-1 是用于指定 LiDAR 傳感器功能安全的標(biāo)準(zhǔn)。例如，Hokuyo 的 UAM-05LP 傳感器 具有人員安全等級(jí)，符合 IEC61496-1/3、Type3 IEC61508、SIL2 ISO13849-1 和 PL d Category3。這些傳感器還具有數(shù)據(jù)輸出功能，可用于自主移動(dòng)機(jī)器人 (AMR) 和自動(dòng)導(dǎo)引車 (AGV) 的障礙物檢測(cè)和定位。

在較少涉及人機(jī)交互的過程中，您可以考慮使用非安全等級(jí)的傳感器。雖然這些傳感器具有相似的功能，但它們不符合完整的 CAT 3、Sil2 安全標(biāo)準(zhǔn)。例如，Hokuyo 的 UST 和 UTM 系列 LiDAR 是獨(dú)立傳感器，可為地圖繪制、導(dǎo)航和定位提供 2D 數(shù)據(jù)輸出，適用于減少人類參與的應(yīng)用。

選擇合適的 LiDAR 傳感器

根據(jù)您的應(yīng)用，您可能不需要 LiDAR 傳感器，而是一個(gè)全面的測(cè)繪解決方案。了解 LiDAR 可以為您提供點(diǎn)云很重要，但為了高效破譯，您可能需要時(shí)間戳、定位和其他富有成效的數(shù)據(jù)。

在這種情況下，您可能需要考慮結(jié)合了 LiDAR、慣性測(cè)量單元 (IMU)、全球定位系統(tǒng) (GPS)、軟件和相機(jī)的綜合傳感器技術(shù)解決方案。

在 Hokuyo，我們通過我們的 LiDAR 傳感器系列幫助獲取用于存在檢測(cè)、空間識(shí)別和區(qū)域監(jiān)控的距離數(shù)據(jù)。