传感器与信号处理

激光雷达

激光雷达是一种通过发射短促的激光脉冲、并计时每个脉冲撞到物体再弹回来要花多久,来测量距离的传感器。由于光以一个已知且固定的速度传播,这极短的往返时间就能告诉传感器物体究竟有多远——道理和在峡谷里喊一声、数着几秒后听到回声一样,只不过用的是光而非声音,而且每秒能测量数百万次。

通过让激光束在场景中快速扫过——或旋转一圈,或按网格来回偏转——激光雷达在各个方向上收集到密密麻麻的距离读数。把它们拼在一起,就成了点云:一团三维的点,勾勒出墙壁、家具、树木和人的真实形状,像一座由无数发光小点组成的雕塑。和一张平面照片不同,点云带有真正的深度。

机器人和自动驾驶汽车依靠激光雷达,来知道实体物体在哪里、有多远,从而绘制空间地图并避免撞到任何东西。它最大的长处是能直接给出精确的距离,而且因为自带光源,连在黑暗中也照样管用;它的局限在于成本,以及大雨、浓雾或扬尘会散射激光、让读数变得模糊。

一台送货机器人旋转的激光雷达,实时构建出人行道的三维轮廓,于是即便在夜里、相机很难看清的时候,它也能绕开一辆停放的自行车和一名行人。

点云为机器人提供真实的距离,无论白天黑夜。

飞行时间,是指计量光往返一趟所花的时间;用声音来做同样的事,正是超声波传感器的工作原理。

又称
light detection and ranginglaser scanner激光雷达雷射雷達