Мы знаем, что данные, генерируемые лидарами разных марок, различаются, так как же эти различия влияют на эффект картирования?
Эта статья предназначена для анализа этой проблемы, начиная с эффекта облака точек при разной интенсивности света, эффекта облака точек под разными углами и
1 Технические показатели лидара
Лидар имеет несколько показателей:
- Максимальное и минимальное расстояние данных и угловой диапазон сканирования (поле зрения)
- Угол между двумя точками данных (угловое разрешение, количество точек)
- частота отправки данных
- Энергоемкость отправляемых данных
- Биение точки (точность) и т.д.
1.1 поле зрения
Поле зрения лидара определяет сценарий применения этого радара, невозможно использовать радар с полем зрения 4 метра в помещении с расстоянием от стены 20м, и он вообще не может сканировать предметы.
1.2 Угловое разрешение
Угловое разрешение радара определяет количество точек данных на кадр лидара. Если это лидар с разрешением 0,25 градуса и углом обзора 360 градусов, то кадр имеет максимум 1441 точку. Чем больше точек в каждом кадре данных, тем лучше может быть представлена подробная информация об окружающей среде. Конечно, чем больше точек, тем лучше, чем больше точек, тем выше вычислительные затраты.
1.3 Частота
Частота радара — очень важный показатель, чем выше частота радара, тем меньше интервал между двумя кадрами данных радара. Предположим, что частота радара составляет 20 Гц, то есть 50 мс для однократного получения данных. Когда я выполняю позиционирование, движение робота в течение периода 50 мс можно получить только оценочно, поэтому чем выше частота радара, тем меньше расстояние, которое мы можем оценить, и тем точнее будет позиционирование.
1.4 Достоверность данных
Лазерное пятно лидара имеет энергию, и энергия лазерного пятна разных марок тоже разная. Когда энергия слишком мала, могут быть случаи, когда данные не могут быть возвращены на большое расстояние.
1.5 Точность данных
Это самый важный показатель, если данные лидара имеют особенно большой скачок, то радар будет бесполезен. В настоящее время точность РЛС общего производителя составляет 2%. То есть в случае 100 м амплитуда биения точки составляет 2 см. Однако не так много радаров могут достичь такой точности.
2 Экспериментальный анализ
В связи с предыдущими экспериментами в этой области, скриншоты выставлены прямо здесь.
2.1 Эффект облака точек при освещенности 30000 люкс
30000 люкс измеряется люксометром.
Когда солнечный свет в 30000 люкс падает на стену, лидар смотрит на стену, освещенную солнцем, и сравнивает эффект облака точек в это время.
Эффект облака точек радара Pepperl+Fuchs очень хорош, и он впервые выпущен в качестве экспериментального образца для сравнения.
Видно, что радар Силана не возвращает данные.
Отсутствующая часть данных справа не связана с интенсивностью света. Это должно быть связано с недостаточной интенсивностью лазерной точки. Когда угол слишком велик, интенсивность возвращаемых данных чрезвычайно мала, что приводит к данные.
Еще один эксперимент, на этот раз с еще лучшими результатами.
Воздействие облака точек на стену, облучаемую радиевым радаром, достаточно хорошее при освещенности 30000 люкс.
В круге справа тоже отсутствуют данные, и предполагается, что это тоже вызвано недостаточной энергоемкостью лазерного пятна.
Угол обзора этого радара составляет 270 градусов.Поскольку он установлен в роботе, остается только 180 градусов.На следующей картинке эффект облака точек. Видно, что сила света в 30000 люкс на него не повлияла.
Угол обзора радара Beiyang составляет 270 градусов, а освещенность в 30 000 люкс на него не влияет.
2.2 Влияние частоты радара на искажение данных
Вращайте при построении карты и определяйте, искажает ли радар сгенерированная карта. Когда данные радара не соответствуют карте или сгенерированная карта искажена, это означает, что данные радара искажены.
В первую очередь ставим радар Beiyang 40Гц, ниже данные данные когда он неподвижен и данные когда он вращается против часовой стрелки со скоростью 1рад/с, а карта построена под вращение.
Видно, что карта в это время неплохая, да и данные радара тоже лучше ложатся на карту.
На следующем рисунке показан строительный эффект вращения против часовой стрелки, что тоже хорошо.
На следующем рисунке показан эффект отображения радара Pepperl+Fuchs на частоте 30 Гц, что также очень хорошо.
На рисунке ниже показан эффект данных радара Silan, вращающегося с частотой 20 Гц. Из-за низкой энергоемкости лазерной точки данные, возвращаемые радаром, недостаточно хороши, когда угол между стеной и радаром слишком велик.
На картинке ниже SICK TIM571, частота 15 Гц, эффект при вращении, вы можете видеть, что этоИскажение данных радара очень очевидно. В результате построенная карта также имеет явную деформацию.
На рисунке ниже показан эффект вращения Radium Radar с частотой 10 Гц, и видно, что его искажение больше. Возможно, это связано с тем, что алгоритм картирования отбрасывал данные радара с большими искажениями, поэтому построенная карта неплохая. . .
Вращение самого радара направленное.Большинство радаров вращаются против часовой стрелки.Как указано в ROS,есть еще несколько радаров,которые вращаются по часовой стрелке,но это немного неудобно в использовании.
Из-за того, что направление вращения самого радара совпадает или противоположно направлению вращения робота, лидарные данные будут искажаться и производить разные эффекты, поэтому каждая группа экспериментов проводилась по часовой стрелке и против часовой стрелки. .
2.3 Заключение
Суммировать
В этой статье кратко анализируются различные эффекты лидарных данных в различных ситуациях.
Статья будет вОфициальный аккаунт: Создайте SLAM с нуляСинхронизированное обновление, приглашаем всех обратить внимание. В то же время я также надеюсь, что вы порекомендуете этот официальный аккаунт окружающим вас людям, которые занимаются лазерным SLAM, чтобы все вместе могли добиться прогресса.