无人驾驶技术原理及应用 课件 6.4 机械旋转式激光雷达分类

刘元盛机械旋转式激光雷达分类机械旋转式激光雷达

机械旋转式激光雷达的发展已经有一定的基础，形成了很多类型的产品，虽然其还有很多不足，但已在无人驾驶车的激光雷达应用中占据90%以上的市场。●机械旋转式激光雷达的分类标准和核心参数是什么？●现有机械旋转式激光雷达的主流产品有哪些？●不同类别激光雷达的技术特点和差异是什么？机械旋转式激光雷达

机械旋转式激光雷达的分类标准有很多，通常使用激光线束来分类，包括1线、4/8线、16线、32线、64线、80线和128线等。其核心参数包括：●扫描距离（根据不同反射率）●水平扫描角度●激光线束数量●垂直扫描角度●角分辨率●输出方式●激光波长和安全性●工作温度等1线激光雷达

目前1线激光雷达产品，主要来自SICK公司和HOKUYO公司。1线激光雷达，实际上是一个高同频脉冲激光测距仪，加上一个一维旋转扫描。1线激光雷达的特点：●只有一路发射和一路接收，结构相对简单，使用方便；●扫描速度高、角度分辨率高；●体积、重量和功耗低；●可靠性更高；●成本低；

SICK公司1线激光雷达HOKUYO公司1线激光雷达其它

公司1线激光雷达1线激光雷达应用举例

美国DARPA自动驾驶挑战赛里年斯坦福大学名字叫做Stanly的参赛车，这是当年获得冠军的参赛车上方就装了五个激光雷达，我们可以认为它是多线激光雷达的“鼻祖”。2015年北京联合大学第一代小旋风低速无人驾驶车前向采用了SICK公司151型1线激光雷达作为障碍物检测的主要工具，在近1年的北京动物园夜间低速无人驾驶巡逻测试中，表现良好。4/8线激光雷达举例

德国IBEO公司创立于1998年6月1日，公司的主要业务就是车载激光雷达。在经历了2000年被并入SICKAG（上面所提供的1线激光雷达的生产商），2009年被现总裁买断独立之后，便有了今天的智能驾驶激光雷达系统供应商IBEOAutomotiveSystemsGmbH。IBEO成立至今，出售的激光雷达都是内部机械旋转式。产品主要有两款：一款就是和一级供应商法雷奥合作，完成车规量产的4线激光雷达Scala；另一款是LUX系列，有4线、8线两类，是很多自动驾驶预研项目中采用的重要传感器。IBEOLUX系列激光雷达

ScaLa激光雷达16线激光雷达举例

16线激光雷达是现阶段激光雷达中性价比较高的一种类型，也是国内外公司出品最多，竞争最为激烈的一种型号。其大多数采用机械旋转的方式，集合16线激光头，可在自动驾驶汽车和机器人环境感知中应用，作为高精度地图绘制、路标检测、障碍物识别、实时定位的工具。深圳速腾聚创公司16线激光雷达Velodyne公司

16线激光雷达北科天绘公司16线激光雷达镭神智能公司16线激光雷达40线激光雷达举例

上海禾赛光电科技有限公司2013年成立于美国硅谷圣何塞，2014年总部迁至上海。公司主营产品为智能驾驶激光雷达，激光天然气检测系统等。禾赛科技于2017年日推出一款40线混合固态激光雷达——Pandar，有效距离150米，并且专为自动驾驶对线束分布进行了优化，角分辨率达到了0.33°。Pandar-40线激光雷达40线激光雷达举例

激光雷达

主要参数扫描原理旋转电机线数40探测距离0.3m~200m(20%反射率)测量频率720kHz激光器等级Class1人眼安全水平视场角360°水平角分辨率0.2°,0.4°测量精度±5cm(0.3m~0.5m),±2cm(0.5m~200m)垂直视场角-16°~7°垂直角分辨率0.33°(-6°到+2°范围)；1°(-16°到-6°，+2°到+7°范围)彩色摄像头分辨率1280*720视场角52°(H),28.6°(V),61°(D)焦距5.47mm畸变率<-14.2%黑白摄像头

分辨率1280*720视场角129°(H),81.8°(V),142.4°(D)焦距1.65mm畸变率<-44.2%64线、128线激光雷达举例

Velodyne公司的64线激光雷达产品是迄今为止全世界量产的唯一64线激光雷达产品，其超强的探测距离和高分辨率成为全世界众多无人驾驶车队的选择，但其高价格、无法达到车规标准的性能也制约了其的大规模应用。Velodyne公司在美国时间2017年11月29日又推出了新产品VLS-128激光雷达。128线激光雷达举例

上下图分别为VLS-128与HDL-64生成的点云数据对比●+15°to-25°VerticalFOV●Upto300mRange●MinimumAngularResolution:0.11°●Upto4ReturnModes●Upto~9.6MillionPointsperSecond●EnvironmentalProtection:IP67●Connectors:RJ45/M12●HighVolume,AutomotiveGradeContractPricing●

+2—-29.5@1/2degreespacing●

120meterrangeforcarsandfoliage●0.09degreeangularresolution●

1.333Mpointspersecond●EnvironmentalProtection:IP67●Connectors:RJ45/M12VLS-128HDL-64机械旋转式激光雷达关键技术特点和差异

机械旋转式激光雷达关键技术特点和差异

●不同种类机械旋转式激光雷达的主要差别在于激光线束数量

越高的激光线束将提供更高的数据分辨率，特别是对激光雷达这种点云数据比较稀疏的设备，一个障碍物上的反射点越多，对后期识别和处理的益处越大。

但是高线束激光设备也会引发高价格、高工艺复杂度、大数据量处理需求和高功耗等弊端。

所以不是所有的应用中都需要使用高线束的激光雷达，通过分析项目需求和合理的配置与优化，找到最合适的激光雷达才是本项目最好的激光雷达。机械旋转式激光雷达关键技术特点和差异

●不同种类机械