mid360的快问快答

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于 2025-04-09 09:43:19 发布

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文章标签： c++

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/zjkyeah/article/details/147085126

关于 Mid360 激光雷达的线数，目前公开信息显示：

Mid360 是 360° 3D 激光雷达，线数为 32 线

（具体参数可能因厂商定义或固件版本略有差异，建议以官方数据手册为准。）

关键参数解析

线数（Beams/Channels）：
• 32 线 表示垂直方向有 32 层激光束扫描，线数越高，点云密度越大，分辨率越好。
• 对比参考：
◦ 16 线（如 Velodyne VLP-16）：适合低成本、中距离场景。
◦ 64/128 线（如禾赛 AT128）：高精度自动驾驶。
测距能力：
• 典型测距范围：0.1–200 米（反射率 10% 时约 50 米）。
• 精度：厘米级（±2cm）。
扫描频率：
• 10–20Hz（可调），360° 水平视场角，垂直视场角通常为 30°–40°。
应用场景：
• 机器人导航（如服务机器人、AGV）、自动驾驶（L2–L4）、测绘、安防等。

如何确认线数？

查看型号命名：
• 部分厂商会在线数命名中直接体现（如 “Mid360-32”）。
官方规格文档：
• 联系供应商获取 Datasheet，确认线数、FOV、精度等参数。
点云可视化：
• 使用配套软件（如 ROS、Livox Viewer）观察垂直方向的激光层数。

Livox Mid360 激光雷达的工作原理

Livox Mid360 是一款基于 非重复扫描（Non-Repetitive Scan） 技术的 360° 3D 激光雷达，其核心原理与传统机械式、固态激光雷达有所不同。以下是其关键技术解析：

1. 基本结构

Mid360 主要由以下组件构成：
• 激光发射模块：多个激光二极管（VCSEL 或 EEL）发射红外激光（通常 905nm 或 1550nm）。
• 接收模块：APD（雪崩光电二极管）或 SPAD（单光子雪崩二极管）接收反射光信号。
• 旋转扫描机构：采用 双棱镜（双楔形棱镜） 旋转系统，实现 360° 水平扫描。
• 信号处理单元：FPGA/ASIC 芯片进行 TOF（飞行时间）计算和点云生成。

2. 核心扫描原理：非重复扫描（Non-Repetitive Scan）

与传统机械式激光雷达（如 Velodyne）的固定扫描模式不同，Mid360 采用 动态变扫描技术，其特点包括：

(1) 双棱镜旋转扫描

• 两个楔形棱镜 以不同速度/方向旋转，使激光束的扫描轨迹不断变化。
• 扫描图案不重复，随着时间推移，点云密度逐渐提高（类似 “填色” 过程）。
• 优势：
✅ 避免固定扫描线的盲区（如传统 16/32 线雷达的垂直间隙）。
✅ 长时间积分后可实现 等效高线数（如 5 秒扫描等效 100+ 线）。

(2) 扫描轨迹示例

• 短时间（单帧）：稀疏点云，类似低线数雷达（如 32 线）。
• 长时间（多帧累积）：点云密度接近高线数雷达（如 64/128 线）。

3. 测距原理：飞行时间（ToF）

Mid360 采用 直接飞行时间（dToF） 测距：

激光脉冲发射：激光二极管发射短脉冲（纳秒级）。
反射光接收：APD/SPAD 检测目标反射的光信号。
时间差计算：通过测量发射与接收的时间差 Δt，计算距离 ( D = \frac{c \cdot Δt}{2} )（c 为光速）。
多回波处理：支持多次回波（如穿透玻璃、雨雾），提高复杂环境适应性。

4. 点云生成与数据处理

• 坐标转换：
原始数据（距离、角度）通过坐标系变换（极坐标→笛卡尔坐标）生成 3D 点云。
• 运动补偿：
内置 IMU（惯性测量单元）校正雷达自身运动导致的点云畸变。
• 噪声滤波：
算法滤除环境噪声（如阳光、灰尘干扰）。

5. 与传统激光雷达的对比

特性	Mid360（非重复扫描）	传统机械式（如 Velodyne）
扫描方式	双棱镜旋转，动态轨迹	电机旋转，固定扫描线
点云密度	随时间累积提高	固定线数（如 16/32/64 线）
盲区	无固定间隙盲区	垂直方向有扫描线间隙
寿命/可靠性	无电机磨损，寿命更长	电机易故障，维护成本高
成本	较低（固态技术简化结构）	较高（精密机械部件）

6. 典型应用场景

• 低速自动驾驶：无人物流车、机器人导航（依赖高密度点云）。
• 测绘与巡检：长时间扫描生成高精度 3D 地图。
• 安防监控：360° 无死角监测（如机场、仓库）。

7. 限制与挑战

• 动态场景适应性：非重复扫描需要时间累积，对快速移动物体可能不够灵敏。
• 阳光干扰：905nm 激光在强光下可能信噪比下降（1550nm 雷达更抗干扰）。

总结

Mid360 通过 双棱镜非重复扫描 + ToF 测距 实现低成本、高可靠性的 3D 感知，尤其适合需要均衡性能与成本的场景。如需更高实时性，可考虑固态激光雷达（如 MEMS 或 OPA 方案）。