激光雷達是激光探測及測距系統(tǒng)的簡稱，是一種以激光器作為發(fā)射光源，采用光電探測技術(shù)手段的主動遙感設(shè)備。
激光雷達是工作在光波頻段的雷達，它利用光波頻段的電磁波先向目標發(fā)射探測信號，然后將其接收到的同波信號與發(fā)射信號相比較，從而獲得目標的位置(距離、方位和高度)、運動狀態(tài)(速度、姿態(tài))等信息，實現(xiàn)對目標的探測、跟蹤和識別。

激光雷達有哪些優(yōu)勢:
1、激光雷達可以準確估計障礙物的位置。
到目前為止，我們還沒有更準確的方法來做到這一點。

2、如果我們看到車輛前面的激光雷達生成的點云，即使障礙物檢測系統(tǒng)沒有檢測到任何東西，我們也可以停下來。


汽車使用的雷達主要有三種：
1、超聲波雷達：這是一種很常見的傳感器，主要用于短距離障礙物探測，比如倒車雷達，平時倒車時發(fā)出的滴滴聲，是超聲波雷達給出的反饋。
它的優(yōu)點是成本低，測距方法簡單，適合短距離測量。

2、毫米波雷達：工作原理和超聲波雷達類似，但它更進了一步，多用于測距離、速度和方位。
優(yōu)點是分辨率高，反應(yīng)速度敏捷，不受天氣影響，能夠穿透霧、煙、灰塵等，測量距離更遠，一般在150-250米之間。

3、激光雷達：優(yōu)點是探測范圍廣，獲取距離和位置的精度更高，能生成三維的位置信息，快速確定目標的位置、大小、外貌和材質(zhì)，在遠、小障礙物、近距離加塞等場景有優(yōu)勢。


激光雷達的障礙物檢測流程一般如下：
1、 考慮到車上有多個傳感器共同作業(yè)，需要對輸入的激光點云做時間同步和外參標定。

2、考慮到激光雷達的采樣噪聲和點云數(shù)據(jù)量大的問題，需要對點云做預(yù)處理，減少數(shù)據(jù)量，剔除噪聲點。

3、每幀點云數(shù)據(jù)中包含了大量的地面點，檢測的目的是獲取道路障礙物信息，需要進一步分割出地面上的點云。

4、地面上的障礙物點通常采用無監(jiān)督的聚類算法形成多個團簇，每個團簇則表示一個障礙物。

5、針對團簇的物體識別可以根據(jù)任務(wù)需求而定，如果需要類別信息，可以采用特征提取+分類器的方式分類障礙物。

6、對每一塊團簇做包圍框擬合，計算障礙物屬性，比如中心點，質(zhì)心點，長寬高等。

7、對每一個障礙物構(gòu)建一個濾波器做跟蹤，平滑輸出。


激光雷達的優(yōu)點：
1、分辨率高
激光雷達可以獲得高的角度、距離和速度分辨率。
通常角分辨率不低于0.1mard也是說可以分辨3km距離上相距0.3m的兩個目標（這是微波雷達無論如何也辦不到的），并可同時跟蹤多個目標；距離分辨率可達0.lm；速度分辨率能達到10m/s以內(nèi)。
距離和速度分辨率高，意味著可以利用距離——多譜勒成像技術(shù)來獲得目標的清晰圖像。
分辨率高，是激光雷達的顯著的優(yōu)點，其多數(shù)應(yīng)用都是基于此。

2、隱蔽性好、抗有源干擾能力強
激光直線傳播、方向性好、光束非常窄，只有在其傳播路徑上才能接收到，因此敵方截獲非常困難，且激光雷達的發(fā)射系統(tǒng)（發(fā)射望遠鏡）口徑很小，可接收區(qū)域窄，有意發(fā)射的激光干擾信號進入接收機的概率低；另外，與微波雷達易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同，自然界中能對激光雷達起干擾作用的信號源不多，因此激光雷達抗有源干擾的能力很強，適于工作在日益復(fù)雜和激烈的信息戰(zhàn)環(huán)境中。

3、低空探測性能好
微波雷達由于存在各種地物回波的影響，低空存在有一定區(qū)域的盲區(qū)（無法探測的區(qū)域）。
而對于激光雷達來說，只有被照射的目標才會產(chǎn)生反射，完全不存在地物回波的影響，因此可以“零高度”工作，低空探測性能較微波雷達強了許多。

4、體積小、質(zhì)量輕
通常普通微波雷達的體積龐大，整套系統(tǒng)質(zhì)量數(shù)以噸記，光天線口徑達幾米甚至幾十米。
而激光雷達要輕便、靈巧得多，發(fā)射望遠鏡的口徑一般只有厘米級，整套系統(tǒng)的質(zhì)量小的只有幾十公斤，架設(shè)、拆收都很簡便。
而且激光雷達的結(jié)構(gòu)相對簡單，維修方便，操縱容易，價格也較低。

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