如何判斷車載激光雷達的性能好壞?
判斷車載激光雷達性能好壞需綜合多方面因素。類型不同,性能有別,如機械旋轉(zhuǎn)激光雷達有獨特優(yōu)劣勢。視野方面,水平與垂直視野的大小影響感知范圍。角分辨率也不容忽視,精細的角分辨率能帶來更清晰的點云。探測概率體現(xiàn)其接收返回點數(shù)的能力與穩(wěn)定性。此外,測距范圍、掃描頻率、測量分辨率等同樣關(guān)鍵,結(jié)合實際需求考量,才能全面判斷其性能。
首先來看看激光雷達的類型。機械旋轉(zhuǎn)激光雷達,它把多個離散激光器和探測器集成在一起,依靠系統(tǒng)快速的機械旋轉(zhuǎn)來達成360度的視野。不過這種類型價格比較高昂,而且分辨率存在一定的限度。不同類型在結(jié)構(gòu)、工作原理上的差異,會從根本上影響到其后續(xù)展現(xiàn)出來的各項性能指標。
視野范圍是一個關(guān)鍵考量因素。其中水平視野尤為重要,特別是安裝在車輛前格柵處的激光雷達,需要更大的水平視野。舉例來說,如果自車寬約1.9米,那么至少需要120°的水平視野,并且在130km/h的速度行駛時,每秒要達到20幀以上,這樣才能更及時準確地感知車輛前方的狀況。垂直視野同樣不可小覷,合適的垂直視野范圍能夠讓激光雷達對車輛上下方的物體和空間有更全面的探測,從而為車輛提供更立體的環(huán)境感知信息。
角分辨率直接關(guān)系到點云的質(zhì)量。以0.1°角分辨率為例,在200m處相鄰兩點間隔35cm ,若角分辨率不夠精細,點云就會比較稀疏,這對于后續(xù)的算法處理極為不利,算法難以依據(jù)稀疏的點云精準地識別和分析物體。精細的角分辨率能生成更密集、更清晰的點云,為準確的目標檢測和環(huán)境建模奠定基礎(chǔ)。
探測概率POD是體現(xiàn)激光雷達性能的重要指標。它直觀地反映了激光雷達接收返回點數(shù)的能力和穩(wěn)定性。就像蔚來搭載的激光雷達,對250m處10%反射率物體的探測概率超過90%,這意味著在實際使用中,對于遠距離、低反射率的物體,該激光雷達也有較高的概率能夠準確探測到,為行車安全提供了有力保障。
測距范圍也是重要的參考因素。最大測量距離自然是越遠越好,這樣車輛就能提前感知到更遠距離的物體或障礙物,為駕駛決策爭取更多時間。不過,除了最大距離,還有一些與之相關(guān)的指標也需要關(guān)注,它們共同影響著激光雷達在不同距離場景下的探測效果。
掃描頻率也不容忽視。較高的掃描頻率可以確保機器人在快速運動時能及時感知周圍環(huán)境,同時保證地圖構(gòu)建的質(zhì)量。然而,要提高掃描頻率,就需要相應(yīng)地提高測距采樣率,否則角分辨率就會降低。這幾個參數(shù)之間相互制約,需要在實際應(yīng)用中找到一個合適的平衡。
測量分辨率和精度同樣關(guān)鍵。分辨率會隨著探測距離的增加而下降,想要實現(xiàn)更遠距離的精確探測,就需要對測距核心技術(shù)進行改良,并做好一系列的配套工作。特別是對于三角測距雷達,實現(xiàn)高分辨率和高精度的測量面臨著更大的挑戰(zhàn)。
在實際應(yīng)用中,還有一些不太被大眾熟知但卻十分重要的指標。比如深色物體檢出率,由于現(xiàn)實中很多物體是深色的,這一指標直接影響到機器的定位和建圖等工作。目前多數(shù)激光雷達以90%反光率物體為測試基準,對深色物體的檢測是一大難點。像思嵐科技研發(fā)的激光雷達對10%以下反射率黑色物體可實現(xiàn)10米檢測距離,這在一定程度上提升了激光雷達對深色物體的探測能力。另外,環(huán)境光抗干擾能力也很重要,環(huán)境光會對激光雷達產(chǎn)生干擾,良好的抗環(huán)境光能力對于三角測距激光雷達來說是一項挑戰(zhàn),而且該能力有時與深色物體檢出率還存在一定的矛盾關(guān)系。
總之,車載激光雷達性能好壞的判斷并非只看單一指標。它是一個綜合性的考量過程,需要將類型、視野、角分辨率、探測概率、測距范圍、掃描頻率、測量分辨率以及那些不太常見卻關(guān)鍵的指標,如深色物體檢出率、環(huán)境光抗干擾能力等,結(jié)合車輛的實際使用場景和需求進行全面分析,如此才能精準判斷激光雷達的性能是否符合要求。
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