四川轨道交通激光雷达导航

自动驾驶领域的感知先行十分重要。自动驾驶汽车感知的实现离不开各式各样的传感器设备，包括激光雷达、毫米波雷达、车载摄像头、红外热成像、超声波雷达等，其通过捕捉感知车辆周边交通环境的数据，以此为自动驾驶提供准确的信息，规划正确的交通路线，让自动驾驶汽车可以安全驾驶。当下，随着市场对自动驾驶能力的需求不断升级，需要具有更高感知能力的传感器设备，为此，各企业之间摩拳擦掌，在芯片、系统、感知、算法等各个领域上下功夫。其中，4D毫米波雷达作为一颗新星，似乎成为了自动驾驶汽车领域中不可或缺的配置之一，甚至被称为激光雷达的“平替”。图像数据采集由高速DSP完成，图像处理及三维显示可由工业控制计算机完成。四川轨道交通激光雷达导航

激光雷达自诞生以来经历了五个发展阶段：（1）1960 年代-1970 年代：激光器 诞生，基于激光的探测技术开始发展，这一时期激光雷达主要用于科研及测绘， 1971 年阿波罗 15 号载人登月任务使用激光雷达对月球表面进行测绘。（2）1980 年代-1990 年代：激光雷达商业化起步，开始用于工业探测和早期无人驾驶项目， 这一时期西克和北洋等厂商推出单线扫描式 2D 激光雷达产品。（3）2000 年代2010 年代早期：高线数激光雷达开始用于无人驾驶的避障和导航，激光雷达主 要应用于无人驾驶测试项目等。此时市场内主要为国外厂商。（4）2016 年-2018 年：国内厂商入局，激光雷达技术方案多样化发展。此时激光雷达主要用于无人 驾驶、高级辅助驾驶、服务机器人等，且下游开始有商用化项目落地。（5）2019 年至今：市场发展迅速，产品性能持续优化，应用领域持续拓展。激光雷达技术 朝向芯片化、阵列化发展。境外激光雷达公司迎来上市热潮，同时有巨头公司加 入激光雷达市场竞争。西藏汽车激光雷达商家半导体泵浦固体激光器综合了半导体激光器与固体激光器的优点，具有体积小、重量轻、量子效率高的特点。

激光雷达是高级自动驾驶的主要传感器，主要利用光波获取并处理信息，起到测距、避障、定位和导航等对驾驶的辅助作用。它的基本原理是通过发射器向目标发射探测信号(激光束)和传感器接受目标反射回来的信号来测量与目标之间的距离、分析目标反射回来的信息得到目标的距离和物理属性等信息，用于避障，于此同时结合地图，便于实现定位以及导航功能。传感器位于自动驾驶的感知层，用于探测外部环境，是自动驾驶的重要组成部分，其中，激光雷达的综合性能比较好，由于兼具精度高、探测范围广、分辨率高、算法可行性强等优点，被大多数整车厂、Tier1供应商认为是L3级及以上自动驾驶必备的传感器。

激光雷达的内参标定指的是激光雷达内部发射器坐标和雷达自身坐标的转换关系，这一标定工作在激光雷达出厂前就已经完成。激光雷达的外参标定则主要通过采集多个点在激光雷达与现实世界坐标，来求解系列方程，从而求出俯仰角、横滚角、航像角、纵向位移等外部参数。传感器的标定除了要进行各传感器自身的标定之外，还要进行相机之间的标定、激光雷达和激光雷达之间的标定、激光雷达与惯性导航单元（IMU)的标定、以及相机和激光雷达的联合标定等标定工作，然后实现多个传感器坐标的统一。激光雷达可应用于油气直接勘察。

相机的内参主要有焦距、镜像畸变量级、缩放比例因子、主点等，外参主要有相机的平移向量、旋转矩阵等。相机内参模型使用比较多的是张正友的Z孔模型，而视野广、畸变大的相机会选择鱼眼模型或者全景模型。相机的内参标定目前业内比较广泛应用的是“张正友标定法”，通过采集不同角度棋盘格标定板图像的坐标数据，计算出相机的内参。对比Z孔模型+棋盘格标定板和鱼眼模型+ChArUco标定板的标定效果，可以看出后者的角点覆盖范围更大，去畸变效果也更好。激光雷达由发射，接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。成都激光雷达扫描仪

激光雷达利用激光光波来完成任务。四川轨道交通激光雷达导航

自动驾驶技术快速发展的同时也在推动着各种环境感知传感器的研究。常见的环境传感器包括相机，毫米波雷达，激光雷达等，其中激光雷达因其可以得到目标的三维信息、抗干扰能力强、分辨率高等优点，在自动驾驶技术的研究中占据了 重要的地位。激光雷达又可以细分为机械式、混合式、固态式等类型。而激光测距技术则是激光雷达的基石。当下的激光雷达主要应用在自动驾驶，无人机，机器人等几个领域。在自动驾 驶中使用的激光雷达主要有以下几种类型：机械式激光雷达、混合式激光雷达、全固态激光雷达。四川轨道交通激光雷达导航

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