1、雷射雷達介紹
單線的雷射雷達lidar，通過發射和接收雷射束來計算與觀測物體精確距離。
光速測距：通過飛行時間tof，首先雷射發射器發射雷射脈衝，計時器記錄發射時間；脈衝經物體反射後由接收器接受，計時器記錄接受時間；時間差乘上光速即得到距離的兩倍。
三維掃瞄點雲：通過tof時間差獲得距離，通過水平旋轉掃瞄測角度，並根據這兩個引數建立二維的極座標系，再通過獲取不同俯仰角度獲得三維的高度資訊。
velodyne公司的64線雷射雷達hdl_64e排列著64個雷射發射器和接收器，也就是說每次發射、接收會得到一列豎直的64個點，採集過程中這一列發射接收機繞著豎直方向旋轉，採集一圈得到4500列雷射點。如下圖所示，這64個發射器沿著不同的角度發射，最大的水平角為2度，最小水平角為-24.8度，相鄰發射器的垂直角解析度為0.4度，一圈4500個雷射點，水平角解析度為0.08度。
下圖每乙個圓圈代表乙個雷射束產生的資料，雷射雷達的線束越多，對物體的檢測效果越好。這麼多圓圈的高度是不同的，即發射機的發射角度在-24.8~~2度之間。
3、雷射雷達實物
velodyne公司的64線雷射雷達hdl_64e，多線的配置使得雷射雷達在每秒內可構建高達百萬的資料點。
一般來說，用以下八個技術指標來評價雷射雷達：
最大輻射功率：決定是否需要防護
水平視場：是否360度全視角旋轉
垂直視場：俯仰角角度（30度/
15度）
光源波長：光學引數（奈米級別）
測量距離：是否滿足長距離探測（100
~200公尺）
測量時間和幀頻率：雷射返回一圈的時間
縱向和水平解析度：對演算法影響大，精度越高越貴
測距精度：厘公尺級
無論是哪種感測器：相機、雷射雷達、公釐波雷達，都有自己的座標系，也就是所有的感測器產生的資料都是基於感測器自身的座標系的，然而，一輛自動駕駛汽車，車上會安裝許多感測器，為了方便演算法研究、測試，都需要將各自感測器獲得的資料轉換到車體座標系下，也就是base座標系，那麼這個過程就叫做感測器的外參標定。
雷射雷達安裝在移動的平台，gnss 和 imu 配合使用，可以將雷射雷達測量點由相對座標系轉換為絕對座標系上的位置點，從而應用於不同的系統中。
如下圖所示，velodyne lidar被安裝為x軸向前,y軸向左,z軸向上的右手座標系，從雷達座標系轉移到車輛座標系，車輛座標係為z軸向前,x軸向左,y軸向上的右手座標系。
下面的kitti採集車上，分別呈現了兩種座標系，座標系轉換其實就是感測器的外參標定，感測器座標系通過一些剛體變換轉換到車體座標系，變換矩陣由旋轉矩陣和平移矩陣組成，通過求解6個量（x，y，z，roll， pitch，yaw ）：前3個值代表分別沿x,y,z方向平移的距離；後3個值代表分別沿x,y,z方向旋轉的角度。
5、方向角和仰角
仰角和方位角描述了物體在天空相對於觀察者的位置。
球面座標系中，點是由距離和兩個角度定義：方向角和仰角。
方位角 φ：φ是x-y平面上水平羅盤方向
仰角θ：θ 用來描述被觀察物體相對於觀測點的角度。
與方位角和仰角息息相關的是角解析度，分為水平解析度和垂直解析度，表明相鄰兩個點的角度。
水平解析度指水平方向上掃麵線之間的最小間隔度數。由於一秒鐘打出雷射束的頻率固定，所以轉速越快，水平方向上掃瞄線的間隔越大，水平角解析度越大，兩條線的間隔度數越大。
垂直解析度指的是垂直方向上兩條掃瞄線的間隔度數。
6、雷射雷達的資料
雷射雷達資料的處理順序一般為：
1、資料預處理（座標轉換，去雜訊）
2、聚類（根據點雲距離或反射強度）
3、提取聚類後的特徵，根據特徵進行分類等後處理工作。
雷射雷達區域性定位與世界座標
slam中，系統的狀態由機械人的位姿和地圖資訊 特徵的位置資訊 組成。假設機械人在t時刻觀測到特徵m1，如圖2所示。根據觀測資訊只能獲得特徵m1在機械人座標系r中的座標。機械人需要估計機械人自己本身在世界座標系w中的位姿，然後通過座標變換才能計算特徵的世界座標。可見在地圖建立的過程中，必須計算機械人...
雷射雷達和公釐波雷達工作原理對比
一 雷射雷達 1 超聲波雷達 紅外雷達和雷射雷達都是對回波進行檢測，與發射訊號相比較得到，脈衝或相位的差值，從而計算出發射訊號到接受訊號的時間差，再根據其再空氣中的傳播速度，計算出物體的距離。雷射雷達是利用雷射在空中飛行的時間和光的速度來測量目標物體的距離，tof法 通過兩個取樣計算出目標物體在這兩...
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