用於多視覺融合雷射雷達標定板

2023-07-20 11:31:06 字數 1593 閱讀 9589

雷射雷達是智慧型汽車感知層最重要的一環,隨著電動化智慧型化加速,行業具備較好的成長前景。感知作為智慧型汽車的眼睛,其探測精度、廣度與速度直接影響行駛安全,目前主要有視覺及雷射雷達兩種方案,其中視覺方案所獲資料與人眼感知的真實世界更相似,不過對演算法和ai能力要求極高,目前只有特斯拉具備「資料-ai模型-終端」這樣的閉環能力。其他大部分整車廠更傾向於採用「雷射雷達+高精度地圖」的融合方案來實現車輛智慧型化駕駛。

雷射雷達(lightdetectionandranging,lidar)是雷射技術與全球定位技術、慣性導航技術相結合的產物。乙個標準的雷射雷達系統含有激勵源、雷射器、光學探測器、訊號調理電路以及計算機控制與資訊處理系統。

雷射器在激勵源的作用下,向目標物發射雷射光束,並由光電探測器對反射訊號進行接收,接收到的訊號經由訊號調理電路後,傳輸到計算機控制與資訊處理系統進行綜合資訊處理。雷射雷達獲取目標物三維位置資訊基本途徑:通過測算雷射訊號從發射到接收的時間間隔與相位差,確定目標物與雷射雷達的相對距離;通過雷射光束的水平旋轉掃瞄或相控掃瞄,確定目標物與雷射雷達的相對角度;再通過發射與獲取不同俯仰角度的雷射訊號,結合雷射器的高度,確定目標物的高度資訊,從而根據這3個資料確定目標物的三維位置點。雷射雷達能在很短時間內,獲取大量三維位置點資料,並根據這些三維資料建模。

雷射雷達可全天時工作,具有較強的抗干擾能力和極高的解析度(測距精度可達厘公尺級),且獲取的資訊量豐富。「精確」「快速」和「高效」是雷射雷達最大的優勢。雷射雷達在裝置系統中的作用相當於眼睛於人體的作用。

點雲是雷射雷達生成的用來對目標進行表徵的集合,在處理點雲資料前,通常利用點雲分割技術,將點雲分割成大小不一且相互獨立的子集,屬性相同或相近且空間近鄰的點被劃分為同一子集,點雲分割技術是進行目標提取、分類的基礎,是三維點雲相對二維影象最大優勢的體現。

在無人駕駛車輛中,對障礙物的探測和跟蹤一般都採用雷射雷達。雷射雷達技術不僅能夠幫助無人駕駛車輛控制系統獲取靜態障礙物的相對位置,還可以獲得主車的位置資訊,並探測獲取動態障礙物的位置、速度、運動方向等。雷射雷達中常用的靜態障礙物探測演算法為聚類法和柵格地圖法。鮑闞提出在聚類過程中採用了標準化歐氏距離來統一雷達資料的矢徑長度,矢徑長度變化率以及雷達資料編號,可準確區分出不同的靜態障礙物。

多感測器資訊融合就是利用現代計算機技術將來自多感測器的資訊和資料,在特定準則的引導下加以自動分析和綜合,比如對冗餘資訊排序、整合互補資訊等,以完成所需要的預判與決策而進行的資訊處理過程。在實際應用中,僅憑雷射雷達採集車輛周邊環境資訊來保證無人駕駛車輛的自主行駛,是有風險的,多種或多個感測器資訊融合才能更完整地感知環境,提高系統的可靠性和可維護性,提高容錯性和魯棒性。多感測器資訊融合的具體過程主要包括五個步驟:資料採集、數模轉換、資料校驗、資訊分類和融合處理。

自動駕駛的前提是安全,自動駕駛的安全主要是跟駕駛系統感知和反饋執行系統有關係,雷射雷達標定板可用於雷射雷達的感知目標距離校準,讓雷射雷達更精準地判斷周圍故障物極其運動軌跡。常用於雷射雷達定標的反射率有%和80%,如果定標精度要求比較高,還可定製更多的階梯反射率。

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