如何衡量机器人用激光雷达的实用性和可靠性

Posted 2021-02-03

针对机器人用的单线激光雷达而言，什么才是衡量它实用和可靠性的关键指标呢？测距范围、采样率和精度吗？NO，这些只是一小部分，除此之外，激光雷达的日光抗击能力和深色物体检出率也是衡量其实用性和可靠性的重要因素。

? ? ? 距离测量作为激光雷达最主要的用途，测距范围自然是不可忽略的，相信也是大部分人最为关心的指标，除了测量的最大距离外，以下这些指标大家也一定不陌生。

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? ? ? 较高的扫描频率可以确保安装激光雷达的机器人实现较快速度的运动，并且保证地图构建的质量。但要提高扫描频率并不只是简单的加速激光雷达内部扫描电机旋转这么简单，对应的需要提高测距采样率。否则当采样频率固定的情况下，更快的扫描速度只会降低角分辨率。

? ? ? 除了扫描频率和角分辨率，测量分辨率及精度也是不可忽略的指标，由于测量原理的关系，虽然一般在10米以内都可以实现很高的测距分辨率，但其分辨率亦会随着探测物体距离增加而剧烈下降。因此，为了实现更远距离的探测，就不只是增加激光器功率这么简单了，需要对于测距核心有本质的改良。同时为了可靠量产，也需要做很多的配套工作。

? ? ? 以上衡量的参数指标相信大多数人已了解过，这里就不再多做解释了，我们重点来了解下激光雷达的日光抗击能力及神色物体检出率，这两大性能往往不被大家所了解，但却很重要！

? ? ? 在实际的应用场景中，很多物体大多不是白色的墙面，而是深色的，如家具，暗色的墙纸。此时，激光雷达本身是否对于暗色物体有很好的检出效果就非常重要。一款号称有10多米的激光雷达，如果对于深色物体只有几米的检出率，那就容易导致机器定位和建图出现问题，对后期的定位导航工作也会产生很大的影响。

? ? ? 目前市面上大多数激光雷达所标称的距离大多以90%反光率的漫反射物体（如白纸）作为测试基准。但实际上，对于黑色数据的有效检出也同样是一个重要的性能指标。

? ? ? 深色物体吸收了绝大部分的光能量，要让激光雷达对于深色物体具有和白色物体一样的检出能力是不现实的，对于以机器视觉为核心的三角测距远离雷达而言更是如此。

? ? ? 深色物体检测能力是目前激光雷达厂商力求突破的重要难点之一，经过这几年来的多次迭代，目前，思岚科技所研发的激光雷达对于仅有10%以下反射率的黑色物体，也可实现10米的检测距离，这基本与目前TOF原理激光雷达一致。