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激光雷达成像原理

激光雷达是一种综合的光探测与测量系统，通过发射接受激光束，分析激光遇到目标对象后的折返时间，计算出目标对象与车的相对距离。目前常见的有16线、32线、64线激光雷达。激光雷达线束越多，测量精度越高，安全性越高。

多束激光线同时发射，并配合激光雷达的旋转便得到了如上图所示的激光雷达点云。其中激光雷达的线束决定了传感器的垂直视角以及垂直方向的分辨率，如下图所示为禾赛64线激光雷达，其垂直方向较多有64根线，且视场范围为：-25°~+15°。旋转速度决定了水平方向点云角分辨率，如：激光雷达扫描频率为10hz，水平角分辨率为0.2°，那么扫描的点数为360°/0.2°=1800点；若扫描频率提高到20hz，此时角分辨率为0.4°，扫描点数也就减半，同样目标上的点云会更稀疏。图像可以直接作为cnn网络的输入，而稀疏点云则需要做一些预处理。

激光雷达的点云特征表达

激光雷达的稀疏点云成像与稠密像素点的图像成像不同，点云都是连续的，图像是离散的；点云可以反应真实目标的形状、姿态信息，但是缺少纹理信息；相比来说，依据不同距离值的数据模型，识别准确率高，且检测方式会简单很多。图像是对真实的目标离散化后的表达，缺少目标的真实尺寸；图像可以直接作为cnn网络的输入，而稀疏点云则需要做一些预处理。

因此，为了完成3d目标检测任务，需要对稀疏点云做特征表达，这里介绍3种方式：1离散化后，手动hand-crafted提取特征，或者利用---学习模型提取特征；2点对点特征point-wise feature提取；3特征融合。

什么是激光雷达？

传统雷达技术利用无线电波的方法发现目标并测定其空间位置，其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，电磁波遇到物体将会发生反射；雷达天线收集被反射的电磁波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息。雷达可谓是千里眼和顺风耳，使得人们能发现数千米之外的目标。客户可以根据叉车的运行速度，为叉车设置不同的减速范围，例如在5m～10m内不需要减速、在2m～5m内缓慢减速、在2m范围内急刹车，可以有效提升叉车的运行效率。自二十世纪六七十年代起，随着激光技术和探测器件的发展，激光雷达技术应运而生。

激光雷达是一种以激光为发射源，可以---、快速获取目标三维空间信息的主动探测技术。激光雷达技术可获得目标的三维立体图像，并具有快速和---的---优势，被广泛应用于-、航空航天以及民用三维传感等领域。

激光雷达技术具有以下优点

可以获得---的角度、距离和速度分辨率，因此可以利用距离—多谱勒成像技术来获得目标的清晰图像；体积小、轻，通常普通微波雷达的体积庞大，整套系统数以吨记，而激光雷达发射望远镜的口径一般只有厘米级，整套系统的小的只有几百克，这也使得机载、车载激光雷达具有广阔的应用前景。隐蔽性好、抗有源干扰能力强，激光具有直线传播、单色性好、方向性强、光束窄等特点，只有在其传播路径上才能接收到，因此敌方截获非常困难，不易受激光干扰信号影响；低空探测性能好，相较于微波雷达的低空探测盲区，激光雷达对只有被照射的目标才会产生反射，不存在地物回波的影响；体积小、轻，通常普通微波雷达的体积庞大，整套系统数以吨记，而激光雷达发射望远镜的口径一般只有厘米级，整套系统的的只有几百克，这也使得机载、车载激光雷达具有广阔的应用前景。