激光雷達的點云特征表達

激光雷達的稀疏點云成像與稠密像素點的圖像成像不同，點云都是連續(xù)的，圖像是離散的；點云可以反應真實世界目標的形狀、姿態(tài)信息，但是缺少紋理信息；圖像是對真實世界的目標離散化后的表達，缺少目標的真實尺寸；單點激光雷達無需具備2D激光雷達的二次開發(fā)能力，內(nèi)置獨立算法可同時測出車速、車長、車寬、車高等多項數(shù)據(jù)，成本較低，后期維修簡單，整體性價比非常高。圖像可以直接作為cnn網(wǎng)絡的輸入，而稀疏點云則需要做一些預處理。

因此，為了完成3D目標檢測任務，需要對稀疏點云做特征表達，這里介紹3種方式：1）離散化后，手動（hand-crafted）提取特征，或者利用深度學習模型提取特征；2）點對點特征（point-wise feature）提??；3）特征融合。

激光雷達應用場景

a.治超場景

智能交通治超系統(tǒng)由三大類功能模塊組成，其中很重要的是超限檢測設(shè)備，對重量、車輛尺寸、速度等進行測量。重量依托于稱重傳感器，而激光雷達針對車輛的尺寸、速度進行檢測。實現(xiàn)無人為干預，全自動不停車，大大增加路口通行效率。

b.停車場景

近兩年，激光雷達產(chǎn)品將被國內(nèi)外方案商應用于以車位占用為主的智能停車檢測，其中分為三類使用途徑，一種是停車場停車位檢測，一種是智能道閘抬落桿檢測，一種是路邊停車位檢測。

c.車流量統(tǒng)計場景

大部分應用于交通路口及尾氣排放檢測站，激光雷達安裝于高架橋及紅綠燈桿頂部，距離地面3-8米，垂直向下或傾斜探測路面情況，通過對路面的測量設(shè)定路面基準值：當無車通過時，激光雷達測量數(shù)據(jù)無變化，輸出低電平；當車輛通過時，激光雷達測量數(shù)據(jù)有變化，輸出高電平；產(chǎn)品發(fā)出經(jīng)調(diào)制的近紅外光，遇物體后反射，單點激光雷達通過計算調(diào)制紅外光的發(fā)射、反射后產(chǎn)生的相位差，來換算與被測目標物體之間的距離，以產(chǎn)生深度信息。同時也可以觸發(fā)攝像頭拍照。

通過一段時間內(nèi)對激光雷達輸出的高電平次數(shù)進行統(tǒng)計，從而實現(xiàn)車流量統(tǒng)計并匯總發(fā)送到控制中心。

d.AEB防撞預警場景

將激光雷達安裝于汽車前部散熱隔窗指向行駛前方，實時獲取與前方目標距離，得出車輛行駛速度，根據(jù)預警距離設(shè)置給出預警信息。

激光雷達技術(shù)具有以下優(yōu)點

可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率，因此可以利用距離—多譜勒成像技術(shù)來獲得目標的清晰圖像；隱蔽性好、抗有源干擾能力強，激光具有直線傳播、單色性好、方向性強、光束窄等特點，只有在其傳播路徑上才能接收到，因此敵方截獲非常困難，不易受激光干擾信號影響；低空探測性能好，相較于微波雷達的低空探測盲區(qū)，激光雷達對只有被照射的目標才會產(chǎn)生反射，不存在地物回波的影響；旋轉(zhuǎn)速度決定了水平方向點云角分辨率，如：激光雷達掃描頻率為10Hz，水平角分辨率為0。體積小、質(zhì)量輕，通常普通微波雷達的體積龐大，整套系統(tǒng)質(zhì)量數(shù)以噸記，而激光雷達發(fā)射望遠鏡的口徑一般只有厘米級，整套系統(tǒng)的質(zhì)量的只有幾百克，這也使得機載、車載激光雷達具有廣闊的應用前景。