自动驾驶中使用激光雷达如何点云成像

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激光雷达(LIDAR)是自动驾驶系统中常用的感知传感器之一,它通过发射激光束并测量它们返回的时间来获取环境的三维信息。这些测量数据通常以点云的形式表示,形成了一个由大量三维点构成的数据集,每个点都对应着激光雷达在空间中测量到的一个位置。

以下是激光雷达在自动驾驶中点云成像的基本过程:

  1. 激光束发射: 激光雷达发射激光束,这些激光束以极快的速度扫描周围环境。
  2. 激光束碰撞和反射: 激光束碰撞到周围的物体表面后,会被反射回激光雷达。
  3. 时间测量: 激光雷达测量激光束从发射到反射返回所用的时间。通过测量光的飞行时间,可以计算出激光束与物体之间的距离。
  4. 角度测量: 大多数激光雷达还能够测量激光束的水平和垂直角度,从而确定点的水平和垂直位置。
  5. 点云生成: 通过将多个激光束的测量数据组合在一起,激光雷达生成一个点云,其中每个点都包含了空间中一个物体或表面的位置信息。
  6. 坐标系转换: 很多时候,激光雷达生成的点云的坐标系可能与车辆或其他传感器的坐标系不匹配,因此可能需要进行坐标系转换,以便在整个自动驾驶系统中一致使用。
  7. 点云处理: 点云可能会经过一系列的处理步骤,例如去除离群点、地面去除、聚类等,以便更好地理解和利用点云信息。
  8. 环境建模和障碍物检测: 最终,点云被用于构建环境模型,进行障碍物检测,为自动驾驶系统提供关键的感知信息。

总体而言,激光雷达生成的点云是自动驾驶系统中非常重要的感知数据,为车辆提供了高精度的三维环境信息,有助于实现安全且可靠的自主导航。

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