传感器之激光雷达简介与使用

激光雷达是无人车的重要传感器,通过发射和接收激光束进行精确测距和环境感知。其具有高精度、高分辨率和强抗干扰能力,但成本高且受天气影响。文章介绍了单线束的思岚A1激光雷达的使用流程,包括硬件连接、软件配置以及在ROS系统中的启动和测试,利用rviz进行数据可视化。

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激光雷达是现今机器人尤其是无人车领域及最重要、最关键也是最常见的传感器之一,是机器人感知外界的一种重要手段。

概念

激光雷达(LiDAR),英文全称为:Light Detection And Ranging,即光探测与测量。

原理

激光雷达可以发射激光束,光束照射到物体上,再反射回激光雷达,可以通过三角法测距或TOF测距计算出激光雷达与物体的距离。甚至也可以通过测量反射回来的信号中的某些特性而确定物体特征,比如:物体的材质。

注意:如果物体表面光滑(比如镜子),光束照射后产生镜面反射,可能无法捕获返回的激光而出现识别失误的情况。

优点

激光雷达在测距方面精准(激光雷达的测量精度可达厘米级)、高效,是机器人测距的不二之选。

  • 具有极高的分辨率:激光雷达工作于光学波段,频率比微波高2~3个数量级以上,因此,与微波雷达相比,激光雷达具有极高的距离分辨率、角分辨率和速度分辨率;

  • 抗干扰能力强:激光波长短,可发射发散角非常小(μrad量级)的激光束,多路径效应小(不会形成定向发射与微波或者毫米波产生多路径效应),可探测低空/超低空目标;

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