什么是机械激光雷达？及其主要应用领域

谷歌無人車上的Velodyne 64線激光雷達(dá)相信很多人并不陌生，自谷歌無人車刷屏以來，裝置在車頂上的“全家桶”就開始引人注目，而這個“全家桶”就是傳說中的機(jī)械激光雷達(dá)。

所謂機(jī)械激光雷達(dá)，是指其發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)存在宏觀意義上的轉(zhuǎn)動，也就是通過不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭，將速度更快、發(fā)射更準(zhǔn)的激光從“線”變成“面”，并在豎直方向上排布多束激光，形成多個面，達(dá)到動態(tài)掃描并動態(tài)接收信息的目的。以“全家桶”為例，也就是Velodyne生產(chǎn)的第一代機(jī)械激光雷達(dá)（HDL-64E），豎直排列的激光發(fā)射器呈不同角度向外發(fā)射，實(shí)現(xiàn)垂直角度的覆蓋，同時在高速旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)殼體帶動下，實(shí)現(xiàn)水平角度360度的全覆蓋。因此，我們可以看到“全家桶”在汽車行駛過程中，就一直處于360度旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中。

在當(dāng)時，這個來自美國Velodyne的64線機(jī)械激光雷達(dá)造價高達(dá)7萬美刀，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一輛普通車的成本。這款成本高昂的機(jī)械激光雷達(dá)通過綜合探測數(shù)據(jù)后可以判斷出物體的形狀、大小和大致的運(yùn)動軌跡，以此作為接下來行動的判斷依據(jù)之一。

當(dāng)然，除了在無人駕駛領(lǐng)域，激光雷達(dá)在機(jī)器人領(lǐng)域也是一大熱門，但有別于無人車上的機(jī)械激光雷達(dá)，在機(jī)器人上應(yīng)用的激光雷達(dá)似乎更容易落地，要求沒那么高，且成本更低。

在國內(nèi)，應(yīng)用于機(jī)器人上的激光雷達(dá)大多以思嵐科技為主，思嵐科技是我國首批研發(fā)機(jī)器人激光雷達(dá)的企業(yè)，在技術(shù)研發(fā)及實(shí)踐上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。如今，基于思嵐科技激光雷達(dá)傳感器的機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于餐廳、商場、酒店、醫(yī)院等服務(wù)場所。

目前，思嵐科技的激光雷達(dá)主要以機(jī)械激光雷達(dá)為主，但其又有別于傳統(tǒng)機(jī)械激光雷達(dá)，傳統(tǒng)機(jī)械激光雷達(dá)大多采用滑環(huán)傳輸能量和數(shù)據(jù)信息，但由于存在機(jī)械磨損，其連續(xù)工作時僅有數(shù)千小時壽命，而思嵐科技綜合了無線供電和光通信技術(shù)，獨(dú)創(chuàng)性的設(shè)計(jì)了光磁融合技術(shù)，幫助機(jī)械激光雷達(dá)徹底解決了因物理接觸磨損導(dǎo)致電氣連接失效、及壽命短的問題，使得機(jī)械激光雷達(dá)壽命長達(dá)5年。

在機(jī)器人領(lǐng)域，激光雷達(dá)憑借良好的指向性及高度聚焦性已成為移動機(jī)器人的核心傳感器，可以幫助其在陌生環(huán)境中進(jìn)行環(huán)境感知，同時也是目前最穩(wěn)定、可靠的定位技術(shù)，對于機(jī)器人來說，激光雷達(dá)就猶如它的“眼睛”，通過不停掃描來獲取二維空間的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，配合SLAM技術(shù)，可幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主定位、地圖構(gòu)建及路徑規(guī)劃等功能。拿掃地機(jī)器人來說，利用激光雷達(dá)配合SLAM算法，讓掃地機(jī)器人自主在房間里進(jìn)行清掃，清掃的過程中會實(shí)時進(jìn)行地圖的繪制，并將地圖傳輸至手機(jī)軟件中，即使不在家，也能通過手機(jī)查看清掃情況，及安排其他區(qū)域的清掃。

綜上所述，機(jī)器人及無人車作為激光雷達(dá)使用的熱門領(lǐng)域，在使用性能及成本上也存在很大差距，應(yīng)用于無人車的機(jī)械激光雷達(dá)使用要求相對更高，且以多線束為主，成本高昂，一般企業(yè)難以承受，而應(yīng)用于機(jī)器人上的機(jī)械激光雷達(dá)以單線束激光雷達(dá)居多，成本低廉，目前在國內(nèi)僅為數(shù)百至數(shù)千元級別。

聲明：本欄目僅代表作者個人觀點(diǎn)，不代表思嵐科技立場