《智能网联汽车概论（活页式）》 课件 项目五知识点4：激光雷达的结构组成、优缺点及用途

1项目五

高精度定位与导航系统及其应用激光雷达的定位及优缺点2知识目标：1.了解激光雷达的定位;2.理解激光雷达的优、缺点能力目标：1.能阐述激光雷达的定位过程;2.能分析激光雷达的优、缺点素质目标：1.树立安全意识；2.培养8S现场管理意识。教学目标3什么是激光雷达定位？基于地图信息匹配定位方法的优点在于无累积误差，不需要对道路进行改造，其缺点在于包含地图生成和地图匹配两个步骤，而地图生成需要提前采集制作，在室外场景中，绘制地图的数据量十分巨大，而且对地图匹配中的实时性带来很大挑战。通过激光雷达的地图信息进行匹配的方法也是一种绝对位置估计方法。该方法通过事先建立的地图信息，在自动（无人）驾驶过程中，不断将检测到的数据特征与地图信息进行对比匹配，从而得到车辆在地图中的绝对位置。4什么是激光雷达定位？GPS+IMU（惯性测量单元）为激光雷达的空间位置和脉冲发射姿态提供高精度定位，建立激光雷达点云的三维坐标系。惯性导航系统可用于定位，与其他传感器融合时，也需要统一到一个坐标系下。定位是最常用的，通过IMU、惯性导航系统和GPS等，得到一个预测的全局位置。当激光雷达实时扫描单次的点云数据后，结合单次的点云数据进行匹配，并进行特征提取。百度公司的Apollo系统使用了激光雷达、RTK（载波相位差分）技术与IMU融合的方案，多种传感器融合加上一个误差状态卡尔曼滤波器，使定位精度可以达到5~10cm，市区允许最高车速超过60km/h，而且性能非常可靠和稳定。5激光雷达的优缺点有哪些？1.激光雷达的优点

与普通微波雷达相比,激光雷达由于使用的是激光束,工作频率较微波高了许多,因此带来了很多优点,主要有：

（1）分辨率高

激光雷达可以获得极高的角度、距离和速度分辨率。通常角分辨率不低于0.1mard也就是说可以分辨3km距离上相距0.3m的两个目标(这是微波雷达无论如何也办不到的),并可同时跟踪多个目标；距离分辨率可达0.lm；速度分辨率能达到10m/s以内。距离和速度分辨率高,意味着可以利用距离——多谱勒成像技术来获得目标的清晰图像。分辨率高,是激光雷达的最显著的优点,其多数应用都是基于此。6激光雷达的优缺点有哪些？1.激光雷达的优点

（2）隐蔽性好、抗有源干扰能力强

激光直线传播、方向性好、光束非常窄,只有在其传播路径上才能接收到，因此敌方截获非常困难，且激光雷达的发射系统(发射望远镜)口径很小,可接收区域窄，有意发射的激光干扰信号进入接收机的概率极低；另外，与微波雷达易受自然界广泛存在的电磁波影响的情况不同，自然界中能对激光雷达起干扰作用的信号源不多，因此激光雷达抗有源干扰的能力很强,适于工作在日益复杂和激烈的信息战环境中。7激光雷达的优缺点有哪些？1.激光雷达的优点

（3）低空探测性能好

微波雷达由于存在各种地物回波的影响,低空存在有一定区域的盲区(无法探测的区域)。而对于激光雷达来说,只有被照射的目标才会产生反射,完全不存在地物回波的影响，因此可以"零高度"工作，低空探测性能较微波雷达强了许多。8激光雷达的优缺点有哪些？1.激光雷达的优点

（4）体积小、质量轻

通常普通微波雷达的体积庞大，整套系统质量数以吨记，光天线口径就达几米甚至几十米。而激光雷达就要轻便、灵巧得多,发射望远镜的口径一般只有厘米级,整套系统的质量最小的只有几十公斤，架设、拆收都很简便。而且激光雷达的结构相对简单，维修方便，操纵容易，价格也较低。9激光雷达的优缺点有哪些？2.激光雷达的缺点

首先，工作时受天气和大气影响大。激光一般在晴朗的天气里衰减较小，传播距离较远。而在大雨、浓烟、浓雾等坏天气里，衰减急剧加大，传播距离大受影响。而且大气环流还会使激光光束发生畸变、抖动，直接影响激光雷达的测量精度。

其次，由于激光雷达的波束极