(华为)激光雷达参数详解收藏

网友投稿 1769 2024-01-22


“新势力造车在近两年得到飞速发展,国内的蔚来、理想、小鹏等都在资本市场上融到了大量的资金,早期的新势力汽车是从新能源电动车入手,因为自动驾驶门槛较高,但是随着技术的发展和客户潮流的需要,自动驾驶不得不提上日程,尽管特斯拉的马斯克对激光雷达不屑一顾,但是还是有除特斯拉以外的大部分厂商都在使用激光雷达,而且是作为主要的传感器。

(华为)激光雷达参数详解收藏

因此,激光雷达是自动驾驶中绕不过去的坎,本文对激光雷达的参数进行详细解读”激光雷达在自动驾驶中的作用,主要是3D/4D环境感知,探测车辆行驶过程中的路况和障碍物,把数据和信号传递给自动驾驶的大脑,再做出相应的驾驶动作。

激光雷达可以说是自动驾驶中无形的眼睛,一辆车上大大小小的激光雷达可能数个或者数十个激光雷达参数详解激光雷达参数很多:激光的波长、探测距离、FOV(垂直+水平)、测距精度、角分辨率、出点数、线束、安全等级、输出参数、IP防护等级、功率、供电电压、激光发射方式(机械/固态)、使用寿命等。

和用户直观感受很大的包括六大参数: 探测距离、测距精度、线束、FOV(垂直+水平)、角分辨率、出点数下图就是华为激光雷达的几个参数:探测距离220米,水平FOV 140°,垂直角分辨率小于0.1°如果您对激光雷达不了解,看着肯定会晕。

华为激光雷达接下来我们就对和用户直观感受相关的参数逐一说明:1、探测距离探测距离很好理解,就是激光雷达能够探测的范围,或者说半径激光雷达的测距能力与被测物体的反射率相关反射率就是射到目标物的激光能够被反射回来的比率。

目标反射率越高,雷达能够检测到的有效回波就越多,所以能测量的距离越远所以探测距离一般和反射率一起出现,比如150米@10%,就是指在目标反射率为10%的情况下探测距离为150米说探测距离不说反射率就是耍流氓!当然上图中华为的参数没有反射率,估计写胶片的时候该产品还没最终定型。

2、探测精度探测精度是指探测距离的精确度,一般以厘米计,探测精度越高,3D景深刻画的越准3、线束激光雷达分为单线束和多线束单线束激光雷达只有一个激光发射器,随着雷达转动形成一条水平扫描线,所以只能检测前方有没有障碍物。

多线激光雷达在垂直方向有多个激光发射器,随着雷达转动形成多条水平扫描线,这样就能够扫描一个平面。如下图所示:

举个例子,单线束就像我们用一个手指头去触摸物体,而多线束就像我们用整个手掌甚至是双手触摸物体显然,线束越多,对目标物的刻画越详细,当然价格也就越贵4、FOV(水平 垂直)这是探测视野,包括水平和垂直两个方向,就像是我们打开手电筒照一面墙,光能覆盖的范围一样。

机械式激光雷达能够360°旋转,所以水平FOV是360°固态激光雷达的水平FOV会小一些,比如华为这款120°已经算是大视角了水平FOV越大,能够探测的范围越广垂直FOV只对多线束激光雷达有用是指最上面一束激光和最下面一束激光形成的夹角。

垂直FOV的视野一般偏向地下一些,比如水平为0°,那么向上15°,向下25°,这样垂直FOV就是40°,如下图所示。这样的好处是能够让车辆更多的探测到地面车辆和行人。

5、角分辨率角分辨率和FOV一样,也分为水平和垂直两个方向水平分辨率是指左右两个扫描的激光点形成的夹角;由于激光雷达旋转,而激光发射器是脉冲,所以射到目标物上面的是一个一个点激光脉冲是固定频率的,所以水平方向的分辨率只和雷达旋转速度有关,只要速度足够慢,分辨率就可以很高,现在做到0.01°也是很正常。

但是扫描速度慢也会影响信息采集的速率所以水平分辨率要和确定的扫描速度对应,扫描速度一般用频率来表示,即1秒扫描来回扫描多少次垂直分辨率是指上下两个线束形成的激光点的夹角线束在垂直方向上不是均匀分布的,而是中间密集,上下稀疏,如下图所示。

这也很好理解,因为中间更有可能探测到行人或者是障碍物

一般厂家宣称的垂直分辨率,显然是最密集那部分的分辨率比如64线的产品,垂直FOV 40°,如果线束均匀分布,那么垂直分辨率是0.625°可实际上厂家都是按密集那部分算,宣称垂直分辨率0.2°华为胶片上面的垂直分辨率0.1,也是指最密集那部分。

6、出点数也叫周期采集点数,举个例子,一个64线的激光雷达,水平FOV是120°,水平分辨率在10Hz的扫描频率下是0.2°我们可以知道,激光一次打出64个点,扫描一次120°能打出64x120/0.2=38400,1秒扫描10次,一共有384000 pts/s。

显然,出点数越多,扫描的效果越好,这就和机枪扫射是一样的道理总结掌握了上面这6个核心参数,也就掌握了激光雷达的精髓再举个例子整体解释一下,拿一个学生的学习来做比较:探测距离就是学习的深度,学的越深,掌握的知识越好;。

探测精度就是学习的好坏,学到越好,将来考试成绩越好;线束就是能同时学习几个学科,语文数学物理化学历史地理啥都行就是线束多;FOV视角就是学习的广度,学的越广,知识越丰富;角分辨率就是学习的精细度,学习的越细,考试遗漏的越少;

出点数就是学习的结果,点数越多,考试成绩越好。

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