优劣几何?三角法和TOF激光雷达大解析!
2.采样率
激光雷达描绘环境时,输出的是点云图像。每秒能够完成的点云测量次数,就是采样率。在转速一定的情况下,采样率决定了每一帧图像的点云数目以及点云的角分辨率。角分辨率越高,点云数量越多,则图像对周围环境的描绘就越细致。
就市面上的产品而言,三角法雷达的采样率一般都在20k以下,TOF雷达则能做到更高(例如星秒的TOF雷达PAVO最高可以达到100k的采样率)。究其原因,TOF完成一次测量只需要一个光脉冲,实时时间分析也能很快响应。但是三角雷达需要的运算过程耗时则更长。
图4、对同一位置物体,不同采样率的成像效果
(A):低采样率点云图样;(B):高采样率点云图样(PAVO)
3.精度
激光雷达本质上是个测距设备,因此距离的测量精度是毫无疑问的核心指标。在这一点上,三角法在近距离下的精度很高,但是随着距离越来越远,其测量的精度会越来越差,这是因为三角法的测量和角度有关,而随着距离增加,角度差异会越来越小。所以三角雷达在标注精度时往往都是采用百分比的标注(常见的如1%),那么在20m的距离时最大误差就在20cm。而TOF雷达是依赖飞行时间,时间测量精度并不随着长度增加有明显变化,因此大多数TOF雷达在几十米的测量范围内都能保持几个厘米的精度。
2.转速(帧率)
在机械式雷达中,图像帧率就是由电机的转速决定的。就目前市面上的二维激光雷达而言,三角雷达的最高转速通常在20Hz以下,TOF雷达则可以做到30Hz-50Hz左右。通常三角雷达通常采用采用上下分体的结构,即上面转的部分负责激光发射、接收和采集,下部分负责电机驱动和供电等,过重的运动组件限制了更高的转速。而TOF雷达通常采用一体化的半固态结构,电机仅需带动反射镜,因此电机的功耗很小,并且可以支持的转速也更高。
当然,这里提到的转速的区别只是对现有产品的一个客观分析。其实转速和雷达采用TOF还是三角法没有本质的联系,主流的多线TOF雷达也都是采用的上下分体的结构,毕竟同轴结构的光学设计受到许多限制。多线TOF雷达的转速一般也都在20Hz以下。
不过,高转速(或者说高帧率)对点云成像效果是很有意义的。高帧率更利于捕捉高速运动的物体,比如高速公路上行驶的车辆。此外,在自身建图时,运动中的雷达建图会发生畸变(举个例子,如果一个静止的雷达扫描一圈是一个圆,那么当雷达直线运动时,扫描出的图像就变成一个椭圆)。显然,高转速可以更好的减少这种畸变的影响。
三、成本
如果只看性能比较,似乎TOF雷达的性能完全压过三角雷达。不过产品的竞争并不仅仅是性能参数的比拼,用户在乎的还有价格、稳定性和服务等等。
至少在成本方面,目前三角雷达的成本是低于TOF雷达的,近距离的三角雷达成本已经在百元级别。而目前进口TOF雷达的售价动辄就要万元以上。可以说,高昂的价格是限制TOF激光雷达应用进一步拓展的重要因素。
不过,随着近年来国内TOF雷达厂商的崛起,TOF雷达的成本已经得到大幅的降低,国产TOF雷达产品的价格相比于进口品牌,已经有相当大的竞争力。未来,随着生产工艺的完善和出货量的进一步提升,相信TOF雷达的成本还会进一步压缩,降到和三角雷达相近的水平也不是没有可能。
四、应用场景
三角雷达的场景主要是在室内短距离的应用,最典型的场景就是扫地机器人。而在探测范围较大场景(比如商场、机场或者车站),以及室外场景,TOF的应用则更为广泛。另外值得一提的是,三角雷达这种裸露在外转动的方案,使其产品在防尘防水方面非常脆弱,在一些特殊场景的应用,比如AVG小车工作的车间经常会有很多灰尘,在这种环境下,三角雷达的电机非常容易损坏。相比之下,TOF雷达采用的半固态设计,可以有更优秀的防护效果,工作寿命也更长。
图5、星秒TOF激光雷达PAVO
目前,国内TOF雷达正在迅速发展,星秒(SIMINICS)推出的2D TOF激光雷达PAVO,可以达到20m的测量距离,100kHz的点云速率,0.036°的最高角度分辨率,以及IP65的防护等级,其应用已经涉及到无人驾驶、机器人、AGV、安防、路政等诸多领域,是国产TOF雷达的优秀代表。
图片新闻
最新活动更多
-
11月22日立即报名>> 【线下论坛】华邦电子与莱迪思联合技术论坛
-
即日-11.30免费预约申请>>> 燧石技术-红外热成像系列产品试用活动
-
11月30日立即试用>> 【有奖试用】爱德克IDEC-九大王牌安全产品
-
即日-12.26火热报名中>> OFweek2024中国智造CIO在线峰会
-
限时免费下载立即下载 >>> 2024“机器人+”行业应用创新发展蓝皮书
-
即日-2025.8.1立即下载>> 《2024智能制造产业高端化、智能化、绿色化发展蓝皮书》
推荐专题
- 1 同源共创 模式革新 | 华天软件皇冠CAD(CrownCAD)2025新品发布会圆满举行
- 2 上海国际嵌入式展暨大会(embedded world China )与多家国际知名项目达成合作
- 3 iEi威强电新品丨IMBA-AM5:工业计算的强劲引擎
- 4 史上首次,大众终于熬不住开启40亿降本计划!关3个工厂,裁员万名...
- 5 守护绿色学习空间,EK超低温热泵服务对外经济贸易大学图书馆
- 6 颜值高 有“门”道|贝特威汽车门板内饰AI视觉检测解决方案
- 7 观众登记启动 优解制造未来,锁定2025 ITES深圳工业展
- 8 “秸”尽全力,防患未“燃” | 秸秆焚烧智能监控解决方案
- 9 揭秘:「全球知名跨境电商」构建核心竞争力的“独门绝技”是?
- 10 3大场景解读 | 红外热像仪赋能科研智造创新应用
发表评论
请输入评论内容...
请输入评论/评论长度6~500个字
暂无评论
暂无评论