本次激光雷達工作原理的講解主要是針對三角測距激光雷達,三角測距激光雷達和TOF激光雷達的原理是有區別的,TOF激光雷達是根據測量光的飛行時間來計算距離的。而三角測距激光雷達是通過攝像頭的光斑成像位置來解三角形的。 為了方便講解三角測距激光雷達的原理,本人在紙上畫了個草圖,如下圖所示
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激光雷達原理圖1
2018-9-17 10:57 上傳
01是激光發射器,射出去的激光由紅色虛線表示,A,B,C是三個反射點。02是攝像頭光心軸,綠色三角形代表用來捕捉反射光斑的相機模型。這張圖畫的是經典小孔模型。A,B,C的成像點分別是A‘,B’,C‘. 由于激光發射器和相機安裝的相對位置是已知的,也就是說相機的光心軸和激光(線)的角度已知(本圖畫的是90度),線段01,02長度已知,角01,02A也已知(通過成像點在像平面的位置可以知道),于是問題變成了一個“角邊角問題”,上過初中數學的應該都知道,已知“角邊角”,三角形有唯一解,于是01A的長度是可以算出來的。同理,B,C兩點距離01的距離也是可解的。
當然,如果這樣安裝,相機成像只有一半的,這時候可以調整相機安裝方式,這樣大部分區域都可以成像了。
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激光雷達原理圖2
2018-9-17 10:58 上傳
這些相機模型都還是小孔模型,那有沒有更好的方法利用相機的sensor來采樣呢?
是不是有人會想到如何將整個量程均勻分布在相機sensor上呢?這時候就可以換透鏡,那就有了下面這張圖,圓形區域代表透鏡,(下圖中畫的是常見的圓形表示,但實際上這個透鏡應該有點凹,效果才會理想)。由于這種rplidar是二維的,所以成像sensor做成長條狀就夠了。
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激光雷達原理圖3
2018-9-17 10:58 上傳
激光三角測距雷達已講解完畢,看完大家是不是覺得激光雷達原理(激光三角測距雷達)其實也沒有想象中難呢!
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