與無人駕駛相比 鐳射雷達為何能在機器人身上更快落地？

相信大部分人知曉鐳射雷達都是從谷歌的無人駕駛汽車上得知的，一個成本佔據無人駕駛汽車40%的鐳射雷達，可以幫助無人駕駛汽車獲取所在環境的三維位置資訊，確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質等資訊，以“精準”、“快速”、“高效作業”的空間探測能力成為是無人駕駛領域不可或缺的存在。

但跟無人駕駛相比，鐳射雷達在機器人身上好像更能快速落地：精度要求不那麼高，成本更低、允許一定差錯……

鐳射雷達的應用，可以幫助機器人在未知環境中瞭解周邊環境資訊，為後續定位導航，甚至是人機互動提供很好的環境認知能力，推進機器人智慧化的程式。

思嵐的RPLIDAR系列雷達在各種機器人身上應用

 

鐳射雷達是機器人智慧化的一個重要入口

把鐳射雷達裝在機器人身上，解決了智慧的第一個問題，就是：給了機器人一雙“眼睛”。

透過鐳射雷達，機器人可以向外界發射紅外線光源，透過三角測距或者TOF成像原理對機器人進行定位，幫助機器人構建所在環境的高精度輪廓資訊，輔助機器人。

透過觀察機器人與鐳射雷達這對CP不難發現，鐳射雷達的大小、成本、效能在機器人身上都取得了較為理想的最佳值。不僅可以幫助機器人實現精確的服務，還能滿足複雜場景下的使用者需求。

說到這裡，肯定有人會提出這樣一個問題，那就是：跟鐳射雷達擁有同樣定位建圖效果的視覺技術，為什麼不能說TA跟機器人才是更配的CP組合？下面，筆者做了個簡單分析。

透過上圖可以看出：不可否認，視覺攝像頭在幫助機器人定位建圖方面的作用不可小覷，但鐳射雷達相比視覺攝像頭成像，還是擁有眾多優勢的。比如，支援自主避障，環境適應性強等。在未來的一段時間內，多感測器融合是大勢所趨，所以更期待兩種技術融合碰撞出的火花。

 

鐳射雷達幫助機器人解決部分行走問題

在有了地圖資料後，鐳射雷達就要發揮更大的價值了，就是要幫助機器人解決第二個問題：行走問題。

機器人擁有智慧行走能力不是單靠鐳射雷達就能實現的，這個時候，筆者就要引入鐳射SLAM這個概念了，相信大家也不陌生。

在這裡就不佔用大家時間了，感興趣的可在百度搜尋：《機器人自主定位導航的二三事兒》。

 

為何說鐳射雷達在機器人身上落地更快？

無人駕駛之所以遲遲不能落地，除了技術難度高、政策複雜等因素之外，還有就是成本高。不過，這些問題在服務機器人領域都在以獨到的優勢被一一攻克。

 

技術問題

目前，根據行業和需求的不同，市面上單線、多線、固態、機械雷達種類頗多，再加之良性競爭的存在，更是引導了整個市場的正向發展。

（1） 測距半徑

作為主要用途是距離測量的鐳射雷達，其測量的最大距離（量程）自然是其最核心的指標。曾經，三角測距雷達被貼上難以突破20米以上的實用化測距的標籤，一直徘徊在8米、10米、16米的測距半徑魔咒中，而現在，能輕鬆實現25米+的測距半徑，未來，會更長。

 

（2）測量頻率

較高的掃描頻率可以確保安裝鐳射雷達的機器人實現較快速度的運動，並且保證地圖構建的質量。現在，市面上的雷達已經能實現16000/秒，甚至可以達到更高的鐳射測距頻次。

 

（3）黑白物體的檢測

目前，鐳射雷達所標稱的距離大多以90%反光率的漫反射物體（如白紙）作為測試基準。但實際上，對於黑色資料的有效檢出也同樣是一個重要的效能指標。鐳射雷達已經能在10米半徑左右實現黑色物體的穩定檢測。

 

（4）室內外皆可使用

除了深色物體檢出能力外，鐳射雷達能在各類環境光的影響下實現工作也尤為重要。突破三角測距視覺極限，升級處理演算法和光學調校，讓傳統的三角測距鐳射雷達能輕鬆實現室外70KLux強光下穩定工作。

政策問題

世界範圍內各個國家對機器人產業的發展都是持支援態度，就中國而言，在兩會等各種國家級會議上曾多次提及“人工智慧“這個話題。建議加快人工智慧創新成果的應用轉化，推動人工智慧應用到產業發展中去。機器人也是其中一個重要的分支。

成本問題

精度要求越高，鐳射雷達的成本就越大。但是用在服務機器人身上的鐳射雷達並不需要跟無人駕駛上的鐳射雷達達到一樣的精度，如果要一樣，顯然是不現實的，成本上也不允許這麼幹 。

 

成本問題可以分為兩類：

（1）價格

價格主要跟技術和出貨良品率有關。目前，隨著供應鏈制度的完善以及鐳射雷達技術本身的進步，國內鐳射雷達廠商能夠把服務機器人的鐳射雷達成本控制在千元級別，家用機器人市場更低，可以控制在百元級別。

 

（2）壽命

除了從上面兩個地方控制成本外，還能從鐳射雷達使用壽命上控制，延長產品淘汰週期。思嵐的RPLIDAR 系列雷達採用電磁融合技術，這種非物理接觸的無線供電和無線資料傳輸技術，解決了因物理接觸機械磨損導致電氣連線失效、鐳射雷達壽命短的問題，能讓雷達使用壽命長達5年（365天*24小時*5年）。

……

解決了上面這些技術、成本問題之後，那鐳射雷達是不是隻能用在機器人身上？

除了在機器人領域，鐳射雷達在各個領域都大有用武之地，輕鬆carry全場 ~下面例舉幾個接地氣的。

1、定位建圖

 

2、三維建模

 

3、多媒體互動

……

綜合來看，鐳射雷達除了能給機器人產業帶來巨大的商機之外，在其他一些領域也有不小的撬動力。