激光雷达传感器应用

對(duì)于激光雷達(dá)傳感器在機(jī)器人、無(wú)人駕駛等領(lǐng)域的應(yīng)用相信大家并不陌生，但除了這兩大領(lǐng)域，激光雷達(dá)傳感器還可被廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域。以思嵐科技的RPLIDAR系列激光雷達(dá)來(lái)說(shuō)，雖說(shuō)目前的大部分服務(wù)機(jī)器人中均有RPLIDAR系列激光雷達(dá)的身影，但它不只是服務(wù)機(jī)器人的標(biāo)配，在多點(diǎn)觸摸、智能音箱、相機(jī)及無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域中，RPLIDAR系列雷達(dá)也同樣適用。

多點(diǎn)互動(dòng)

多媒體互動(dòng)是利用硬件設(shè)備與軟件渲染的一種人機(jī)交互技術(shù)，能在沒(méi)有傳統(tǒng)輸入設(shè)備(如：鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等)的情況下進(jìn)行，配合屏幕顯示絢麗的交互畫(huà)面，令用戶(hù)在觸覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)以及人機(jī)交互感知方面獲得極大沖擊力。

多點(diǎn)觸摸內(nèi)含了兩種主要技術(shù)：圖像采集及渲染系統(tǒng)。

圖像采集的硬件主要包含一個(gè)紅外信號(hào)感應(yīng)器，這個(gè)紅外信號(hào)感應(yīng)硬件其實(shí)就是激光雷達(dá)，他的功能是當(dāng)紅外線投影到大屏幕上時(shí)，對(duì)“互動(dòng)人員”的動(dòng)作進(jìn)行定位和捕捉，然后對(duì)其進(jìn)行分析與處理，并將處理結(jié)果發(fā)送給渲染服務(wù)器。

渲染系統(tǒng)主要包含一臺(tái)投影儀，其功能是接收?qǐng)D像采集子系統(tǒng)的處理結(jié)果，生成相應(yīng)的圖像通過(guò)投影儀顯示到屏幕上，從而實(shí)現(xiàn)最自然的展示和互動(dòng)效果。

目前， 利用手勢(shì)與多媒體內(nèi)容進(jìn)行多點(diǎn)觸摸已經(jīng)成為一種全新的交互方式。在企業(yè)信息展示、展廳展覽、游戲互動(dòng)、數(shù)字升級(jí)等方面得到了全面應(yīng)用。提供直觀、方便的互動(dòng)營(yíng)銷(xiāo)工具的同時(shí)，也讓用戶(hù)可以真正的感受到人機(jī)、自由交互的樂(lè)趣。

智能音箱

這是一款搭載了思嵐科技RPLIDAR A2激光雷達(dá)智能音箱，解決方案名叫Surfacesight。

是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Gierad Laput和Chris Harrison研究員所帶領(lǐng)的項(xiàng)目，他們通過(guò)借助激光雷達(dá)技術(shù)讓智能音箱感知周?chē)矬w形狀并對(duì)用戶(hù)手勢(shì)做出判斷，讓智能音箱既擁有聽(tīng)覺(jué)，又擁有視覺(jué)，極大的豐富了智能音箱的交互性。

智能音箱在配備了激光雷達(dá)后，可輕松識(shí)別不同物體的形狀。用戶(hù)可用手和手指直接進(jìn)行手勢(shì)輸入，當(dāng)手機(jī)放在智能音箱周?chē)臅r(shí)候還能自動(dòng)識(shí)別出想要聆聽(tīng)的音樂(lè)。Surfacesight音箱還可預(yù)估人的朝向，當(dāng)用戶(hù)主動(dòng)指向說(shuō)話(huà)者的方向時(shí)，它可以?xún)?yōu)先考慮命令識(shí)別。而且在引入激光雷達(dá)之后并不需要平整的表面。

同樣，智能音箱還能跟蹤墻壁上的移動(dòng)，并將激光雷達(dá)集成到智能恒溫器中。這可以識(shí)別靠墻的水龍頭，滑動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，有效地將表面變成擴(kuò)展的控制墊。

Surfacesight這一方案將來(lái)不僅僅會(huì)出現(xiàn)在智能音箱上，還會(huì)出現(xiàn)在各種各樣的智能家居、loT產(chǎn)品里。因?yàn)橄鄬?duì)其他技術(shù)，激光雷達(dá)的技術(shù)準(zhǔn)確度高、保護(hù)用戶(hù)隱私程度高、性?xún)r(jià)比高。

相機(jī)

這款相機(jī)內(nèi)置思嵐科技RPLIDAR A3激光雷達(dá)，能夠構(gòu)建高精度地圖，并且支持不同的設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)格式，給用戶(hù)提供簡(jiǎn)單易用、清晰的地圖數(shù)據(jù)。

然而，一個(gè)高精度地圖的構(gòu)建，并不是那么輕而易舉的，需要雷達(dá)具備如下的一些特性：

1、 掃描頻率高：

激光雷達(dá)每秒的激光測(cè)距點(diǎn)數(shù)直接影響了雷達(dá)掃描獲取的高精度輪廓信息的效果，點(diǎn)數(shù)越多，輪廓圖形越清晰，建圖越精確，可以確保安裝激光雷達(dá)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)較快速度的運(yùn)動(dòng)，并且保證地圖構(gòu)建的質(zhì)量。

2、 抗干擾能力強(qiáng)

除了要能抵抗光干擾之外，激光雷達(dá)還要能區(qū)分出環(huán)境光和激光信號(hào)。為此，思嵐的激光雷達(dá)產(chǎn)品在處理算法以及光學(xué)調(diào)教上沒(méi)少下功夫。A系列雷達(dá)從2代開(kāi)始就擁有對(duì)抗陽(yáng)光干擾的能力，3代雷達(dá)在陽(yáng)光、黑色物體等方面的抗干擾能力更是更上一層樓。

激光雷達(dá)除了在其中充當(dāng)著平面地圖的構(gòu)建者之外，還助力虛擬圖像的產(chǎn)生。使用內(nèi)置的激光器和傳感器與190多個(gè)攝像頭組件協(xié)同工作，以驚人的270兆像素分辨率自動(dòng)創(chuàng)建虛擬游覽。只需單擊一下按鈕，所有的信息都會(huì)呈現(xiàn)在你的面前。

另外，在類(lèi)似全景相機(jī)等小型/消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品上，對(duì)硬件的體積、功率、成本等問(wèn)題比商用的機(jī)器人更敏感。

思嵐科技經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)/產(chǎn)品迭代，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了激光雷達(dá)在體積、功率和成本上的使用需求。當(dāng)然，未來(lái)激光雷達(dá)將會(huì)朝著體積更小、功耗更低、成本更具競(jìng)爭(zhēng)性方面發(fā)展。

無(wú)人機(jī)

避障避障是無(wú)人機(jī)智能化的重要表現(xiàn)之一，完善的自主避障系統(tǒng)將在很大程度上減少無(wú)人機(jī)損壞、傷及人身和建筑物的事故發(fā)生率。而激光雷達(dá)，則能讓無(wú)人機(jī)擁有避障的能力。

借助激光雷達(dá)，無(wú)人機(jī)的避障分為以下幾個(gè)階段：

1.檢測(cè)障礙物

激光雷達(dá)通過(guò)不斷的旋轉(zhuǎn)，發(fā)射激光出去，接受激光返回，算出障礙物距離當(dāng)前的距離，感知到障礙物的存在。

2.繞過(guò)障礙物

通過(guò)激光雷達(dá)建立的高精度地圖信息，無(wú)人機(jī)能夠感知障礙物具體所在的位置，然后自主繞開(kāi)障礙物！

3.導(dǎo)航階段

最后一步，就是導(dǎo)航階段。但這階段功能的完成僅靠激光雷達(dá)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，需要后續(xù)借助算法的力量。

內(nèi)置思嵐科技RPLIDAR A2激光雷達(dá)傳感器

根據(jù)無(wú)人機(jī)使用場(chǎng)景的不同，可內(nèi)置不同規(guī)格的RPLIDAR 系列雷達(dá)。由于激光雷達(dá)受光線干擾的影響較小，因此在任何光線條件下激光雷達(dá)的建圖效果都不錯(cuò)。尤其是思嵐科技的RPLIDAR A3、S系列激光雷達(dá)傳感器針對(duì)室外陽(yáng)光條件，作了建圖優(yōu)化工作，性能更勝一籌，可以應(yīng)對(duì)各類(lèi)無(wú)人機(jī)使用需求。

原本需要花費(fèi)大量人力物力去搞定的空間環(huán)境測(cè)繪工作，現(xiàn)在只需要借助激光雷達(dá)，邊飛邊建圖，就可以得到所在環(huán)境的輪廓信息，產(chǎn)生高精度地圖。比如電力行業(yè)，無(wú)人機(jī)巡線完成之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)整理隱患區(qū)域的坐標(biāo)和照片，自動(dòng)生成一份報(bào)告并上傳到服務(wù)器，為電力線走廊維護(hù)班組提供第一手的資料，提高生產(chǎn)效率。

當(dāng)然，除了以上領(lǐng)域，激光雷達(dá)傳感器仍有很多應(yīng)用空間可拓展，針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)激光雷達(dá)的需求也有所不同。未來(lái)，隨著激光雷達(dá)技術(shù)的不斷成熟，我們將在更多應(yīng)用場(chǎng)景中看到激光雷達(dá)傳感器的身影。