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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>傳感與控制>激光雷達的分類及其在機器人中的應(yīng)用

激光雷達的分類及其在機器人中的應(yīng)用

2017-10-16 | rar | 0.1 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

  2:激光雷達的分類

  根據(jù)掃描機構(gòu)的不同,激光測距雷達有2D和3D兩種。它們大部分都是靠一個旋轉(zhuǎn)的反射鏡將激光發(fā)射出去并通過測量發(fā)射光和從物體表面反射光之間的時間差來測距。3D激光測距雷達的反射鏡還附加一定范圍內(nèi)俯仰以達到面掃描的效果。它們都是直接測距方法。同3D激光測距雷達相比,2D激光測距雷達只在一個平面上掃描,結(jié)構(gòu)簡單,測距速度快、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。目前2D激光測距雷達主要在室內(nèi)的移動機器人上應(yīng)用較多,因為在室內(nèi)的結(jié)構(gòu)化環(huán)境下,地面平坦,所有障礙物又都垂直于地面,因此機器人只要能在平行于地面的平面上獲取環(huán)境信息便己經(jīng)足夠?qū)Ш降男枰?。很多室?nèi)移動機器人的應(yīng)用,如環(huán)境的地圖生成,機器人的自定位,避障等等的研究都是基于2D激光測距雷達的。但是,將2D激光測距雷達用于越野環(huán)境下的障礙物檢測有相當?shù)碾y度。由于越野地形復(fù)雜,高低不平,由此會引起車體行駛時的劇烈顛簸。而2D激光測距雷達只能是單線掃描,因此不可避免的會引起比較嚴重的障礙物的漏檢和虛報現(xiàn)象。

  3:激光雷達測量時間的技術(shù)

  激光測距雷達測量時間差有三種不同的技術(shù):

 ?。╨)脈沖檢測法:直接測量反射脈沖與發(fā)射脈沖之間的時間差;

 ?。?)相干檢測法:通過測量調(diào)頻連續(xù)波的發(fā)射光束和反射光束之間的差頻而測量時間差;

 ?。?)相移檢測法:通過測量調(diào)幅連續(xù)波,的發(fā)射光束和反射光束之間的相位差而測量時間差。由于相位差的2兀周期性,因此這一方法測得的只是相對距離,而非絕對距離,

  4:激光雷達在ALV中的用途

  在陸地移動機器人的導航中,3D激光測距雷達應(yīng)用得比較多。在移動機器人中中主要應(yīng)用在以下三個方面:

  (1)路標檢測及地圖匹配

 ?。?)越野行駛時建立地形圖

  (3)障礙物檢測

  5:舉例LMS291-s05型號的激光雷達的特點和參數(shù)

  以LMS291-S05型號激光雷達為例進行分析,該型號是一種二維的激光雷達,只掃描一個平面的數(shù)據(jù),其特點是:(1) 感知距離遠,最大可達80米;覆蓋角度范圍大,最大可達180度;(2) 距離和角度測量精度高,分別可達5厘米和0.1度;(3) 掃描時間短,約為26.6毫秒,可以獲得高車速情況下的實時測量;(4) 具有霧校正功能,對環(huán)境光線變化不敏感,適用于室外環(huán)境。LMS291-S05型號激光雷達詳細的技術(shù)參數(shù)請見表1。其中比較重要的參數(shù)包括角度測量范圍和角度分辨率、掃描周期、系統(tǒng)誤差。角度測量范圍和角度分辨率決定了激光雷達得到的數(shù)據(jù)量;掃描周期是對定位算法實時性的評價標準;系統(tǒng)誤差對整個定位過程的精度有很大影響。

激光雷達的分類及其在機器人中的應(yīng)用

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