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激光雷達(dá)是20世紀(jì)60年代首次提出的一項(xiàng)技術(shù)， 隨著應(yīng)用的廣泛，在過(guò)去的幾年里，激光雷達(dá)經(jīng)歷了一輪新的繁榮進(jìn)步和多行業(yè)使用，已迅速成為自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)巡查、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。
截至目前，明治傳感已推出了好幾款激光雷達(dá)AS系列產(chǎn)品，涵蓋避障型、導(dǎo)航型以及導(dǎo)航避障一體型；具有測(cè)量精度高、掃描速度快、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、重量輕、可靠性高等優(yōu)勢(shì)，是工業(yè)AGV、移動(dòng)機(jī)器人、低速機(jī)器人的理想選擇。
每一種傳感器基于各自的性能特點(diǎn)，都有其適合的應(yīng)用場(chǎng)景。在實(shí)際特殊環(huán)境應(yīng)用中，激光雷達(dá)也有著一些使用小技巧。本期小明就來(lái)分享一下激光雷達(dá)在實(shí)際應(yīng)用中的那些小細(xì)節(jié)~
工作原理
激光雷達(dá)是基于時(shí)間飛行（TOF）工作原理；激光雷達(dá)發(fā)射激光脈沖，并測(cè)量此脈沖經(jīng)被測(cè)目標(biāo)表面反射后返回的時(shí)間，然后換算成距離數(shù)據(jù)
發(fā)射光和接受光時(shí)間差為t，
c為光速，則雷達(dá)與目標(biāo)的距離為
雷達(dá)通過(guò)一個(gè)反射鏡對(duì)測(cè)距激光脈沖進(jìn)行反射。當(dāng)反射鏡被電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，從而形成一個(gè)與旋轉(zhuǎn)軸垂直的掃描平面。雷達(dá)定時(shí)發(fā)出脈沖光，同時(shí)電機(jī)帶動(dòng)發(fā)射鏡旋轉(zhuǎn)，這樣就可以構(gòu)成二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
當(dāng)周邊環(huán)境存在透明介質(zhì)時(shí)
難點(diǎn)：當(dāng)周邊環(huán)境中存在透明介質(zhì) (如潔凈水體) 時(shí)，位于透明介質(zhì)內(nèi)部或后方的目標(biāo)能夠被測(cè)到。由于光線在透明介質(zhì)中會(huì)發(fā)生折射，被測(cè)目標(biāo)實(shí)際上位于折射光路上，而測(cè)量結(jié)果則位于直線光路上，測(cè)量出的目標(biāo)位置會(huì)發(fā)生偏差，此外，雷達(dá)也可能會(huì)收到兩個(gè)反射回波，一個(gè)來(lái)自于透明介質(zhì)內(nèi)部或后方的實(shí)際目標(biāo)表面的反射，另一個(gè)來(lái)自于不完全潔凈的透明介質(zhì)表面的漫反射，此時(shí)的測(cè)量結(jié)果不確定，有可能是介質(zhì)表面，也可能是實(shí)際目標(biāo)。
對(duì)策：在實(shí)際使用中，對(duì)環(huán)境中的透明介質(zhì)，特別是表面接近鏡面的透明介質(zhì)，需要做特殊處理，避免產(chǎn)生不穩(wěn)定或錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。具體的處理方式可以是對(duì)介質(zhì)表面做漫反射半透明處理，降低透明度和反射能力，或者在處理測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)這些位置做屏蔽。
當(dāng)測(cè)量鏡面目標(biāo)時(shí)
當(dāng)雷達(dá)對(duì)鏡面目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要注意��！僅當(dāng)目標(biāo)表面與入射激光垂直時(shí)才能有效測(cè)量，如果激光入射角不垂直，其漫反射率很低，導(dǎo)致無(wú)法有效測(cè)量，實(shí)際測(cè)量到的結(jié)果是鏡面反射光路上的鏡像目標(biāo)距離，如圖所示：
雷達(dá)投射在鏡面目標(biāo)產(chǎn)生了全反射，全反射光投射在目標(biāo)，雷達(dá)實(shí)際測(cè)試出距離是虛線邊框目標(biāo)距離。
關(guān)于實(shí)際量程
雷達(dá)對(duì)特定目標(biāo)的實(shí)際量程會(huì)受到如下因素的影響：
1、目標(biāo)漫反射率:
目標(biāo)漫反射率不但與材質(zhì)有關(guān)，也與表面朝向有關(guān)。目標(biāo)漫反射率越高，實(shí)際量程就越遠(yuǎn)
2、反射面積:
目標(biāo)表面被激光光斑覆蓋的面積。覆蓋面積越大，實(shí)際測(cè)量距離越遠(yuǎn)
3、透光罩臟污程度:
雷達(dá)的透光罩臟污會(huì)造成透光性能下降，透光性能下降得越多，測(cè)量能力越差，透光率下降至 60%時(shí)，測(cè)量能力可能完全失效
4、大氣條件:
雷達(dá)的實(shí)際測(cè)量能力同時(shí)受到大氣條件的影響，特別是在戶(hù)外工作時(shí)。大氣的光傳播能力越差，雷達(dá)的實(shí)際測(cè)量能力越低。在極端天氣條件 (例如濃霧)下，測(cè)量能力會(huì)完全失效
志奮領(lǐng)是工業(yè)級(jí)光電技術(shù)和AI傳感專(zhuān)家，國(guó)家專(zhuān)精特新小巨人企業(yè)，明治傳感AKUSENSE和明治傳感器MEIJIDENKI是旗下的全資品牌。從精密定位到位移測(cè)量，從AI圖像識(shí)別到區(qū)域安全方案，超70個(gè)國(guó)家的18000家制造商、供應(yīng)商和集成商選擇了我們的產(chǎn)品。
這里匯聚了一批業(yè)界資深的科學(xué)家和工程師，以志奮領(lǐng)精神重新定義“中國(guó)制造”新高度，每一次的創(chuàng)新都在踐行感煥萬(wàn)物的理想，每一次的應(yīng)用都是煥然新生的智造新體驗(yàn)。
明治之選，智造之悅。
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