盤點激光雷達在機器人中的應(yīng)用

激光雷達的應(yīng)用，可以幫助機器人在未知環(huán)境中了解周邊地圖信息，為后續(xù)定位導(dǎo)航，甚至是人機互動提供很好的環(huán)境認知能力，推進機器人智能化的進程。

公眾普遍知曉激光雷達

相信大部分都是從下面這貨身上知道的吧~

一個成本占據(jù)無人駕駛汽車40%的激光雷達，可以幫助無人駕駛汽車獲取所在環(huán)境的三維位置信息，確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)等信息，以“精準”、“快速”、“高效作業(yè)”的空間探測能力成為是無人駕駛領(lǐng)域不可或缺的存在。

無人駕駛激光雷達三維成像效果

但跟無人駕駛相比，激光雷達在機器人身上好像更能快速落地：精度要求不那么高，成本更低、允許一定差錯……

激光雷達的應(yīng)用，可以幫助機器人在未知環(huán)境中了解周邊地圖信息，為后續(xù)定位導(dǎo)航，甚至是人機互動提供很好的環(huán)境認知能力，推進機器人智能化的進程。

思嵐的RPLIDAR系列雷達在各種機器人身上應(yīng)用

怎么樣，是不是確實是神仙CP組合呀？

智能化的一個重要入口

把激光雷達裝在機器人身上，解決了智能的第一個問題，就是：給了機器人一雙“眼睛”。

通過激光雷達，機器人可以向外界發(fā)射紅外線光源，通過三角測距或者TOF成像原理對機器人進行定位，幫助機器人構(gòu)建所在環(huán)境的高精度輪廓信息，輔助機器人。

通過觀察這對CP不難發(fā)現(xiàn)，激光雷達的大小、成本、性能在機器人身上都取得了較為理想的最佳值。不僅可以幫助機器人實現(xiàn)精確的服務(wù)，還能滿足復(fù)雜場景下的用戶需求。

說到這里，肯定有人會提出這樣一個問題，那就是：跟雷達擁有同樣定位建圖效果的視覺技術(shù)，為什么不能說TA跟機器人才是更配的CP組合？下面，小嵐做了個簡單分析。

（可點擊查看大圖）

通過上圖可以看出：不可否認，視覺攝像頭在幫助機器人定位建圖方面的作用不可小覷，但激光雷達相比視覺攝像頭成像，還是擁有眾多優(yōu)勢的。比如，支持自主避障，環(huán)境適應(yīng)性強等。在未來的一段時間內(nèi)，多傳感器融合是大勢所趨，所以更期待兩種技術(shù)融合碰撞出的火花。

幫助機器人解決部分行走問題

在有了地圖數(shù)據(jù)后，激光雷達就要發(fā)揮更大的價值了，就是要幫助機器人解決第二個問題：行走問題。

機器人擁有智能行走能力不是單靠雷達就能實現(xiàn)的，這個時候，小嵐就要引入激光SLAM這個概念了，相信大家也不陌生。

機器人最好的時代來了

無人駕駛之所以遲遲不能落地，除了技術(shù)難度高、政策復(fù)雜等因素之外，還有就是成本高。不過，這些問題在服務(wù)機器人領(lǐng)域都在以獨到的優(yōu)勢被一一攻克，機器人最好的時代來了！

技術(shù)問題

目前，根據(jù)行業(yè)和需求的不同，市面上單線、多線、固態(tài)、機械雷達種類頗多，再加之良性競爭的存在，更是引導(dǎo)了整個市場的正向發(fā)展。

（1）測距半徑

作為主要用途是距離測量的激光雷達，其測量的最大距離（量程）自然是其最核心的指標。曾經(jīng)，三角測距雷達被貼上難以突破20米以上的實用化測距的標簽，一直徘徊在8米、10米、16米的測距半徑魔咒中，而現(xiàn)在，能輕松實現(xiàn)25米+的測距半徑，未來，會更長。

（2）測量頻率

較高的掃描頻率可以確保安裝激光雷達的機器人實現(xiàn)較快速度的運動，并且保證地圖構(gòu)建的質(zhì)量?，F(xiàn)在，市面上的雷達已經(jīng)能實現(xiàn)16000/秒，甚至可以達到更高的激光測距頻次。

（3）黑白物體的檢測

目前，激光雷達所標稱的距離大多以90%反光率的漫反射物體（如白紙）作為測試基準。但實際上，對于黑色數(shù)據(jù)的有效檢出也同樣是一個重要的性能指標。激光雷達已經(jīng)能在10米半徑左右實現(xiàn)黑色物體的穩(wěn)定檢測。

（4）室內(nèi)外皆可使用

除了深色物體檢出能力外，激光雷達能在各類環(huán)境光的影響下實現(xiàn)工作也尤為重要。突破三角測距視覺極限，升級處理算法和光學(xué)調(diào)校，讓傳統(tǒng)的三角測距激光雷達能輕松實現(xiàn)室外70KLux強光下穩(wěn)定工作。

政策問題

世界范圍內(nèi)各個國家對機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都是持支持態(tài)度，就中國而言，在兩會等各種國家級會議上曾多次提及“人工智能“這個話題。建議加快人工智能創(chuàng)新成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化，推動人工智能應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)發(fā)展中去。機器人也是其中一個重要的分支。

成本問題

精度要求越高，激光雷達的成本就越大。但是用在服務(wù)機器人身上的激光雷達并不需要跟無人駕駛上的雷達達到一樣的精度，如果要一樣，顯然是不現(xiàn)實的，成本上也不允許這么干 。

成本問題可以分為兩類：

（1）價格

價格主要跟技術(shù)和出貨良品率有關(guān)。目前，隨著供應(yīng)鏈制度的完善以及激光雷達技術(shù)本身的進步，國內(nèi)激光雷達廠商能夠把服務(wù)機器人的激光雷達成本控制在千元級別，家用機器人市場更低，可以控制在百元級別。

（2）壽命

除了從上面兩個地方控制成本外，還能從激光雷達使用壽命上控制，延長產(chǎn)品淘汰周期。思嵐的RPLIDAR 系列雷達采用電磁融合技術(shù)，這種非物理接觸的無線供電和無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，解決了因物理接觸機械磨損導(dǎo)致電氣連接失效、激光雷達壽命短的問題，能讓雷達使用壽命長達5年（365天*24小時*5年）。

……

解決了上面這些技術(shù)、成本問題之后，一個最核心的問題來了！即：激光雷達是不是只能用在機器人身上？

好CP是好CP，但是答案當(dāng)然是：不是！

除了在機器人領(lǐng)域，激光雷達在各個領(lǐng)域都大有用武之地，輕松carry全場 ~下面例舉幾個接地氣的。

1、定位建圖

2、三維建模

3、多媒體互動

綜合來看，激光雷達除了能給機器人產(chǎn)業(yè)帶來巨大的商機之外，在其他一些領(lǐng)域也有不小的撬動力。所以，還等什么，趕緊腳踏實地、埋頭苦干，研究技術(shù)升級和產(chǎn)品的迭代吧，不管是對市場還是對用戶，都意義非凡。