激光雷達(dá)的點(diǎn)云特征表達(dá)

激光雷達(dá)的稀疏點(diǎn)云成像與稠密像素點(diǎn)的圖像成像不同，點(diǎn)云都是連續(xù)的，圖像是離散的；點(diǎn)云可以反應(yīng)真實(shí)世界目標(biāo)的形狀、姿態(tài)信息，但是缺少紋理信息；圖像是對(duì)真實(shí)世界的目標(biāo)離散化后的表達(dá)，缺少目標(biāo)的真實(shí)尺寸；單點(diǎn)激光雷達(dá)無需具備2D激光雷達(dá)的二次開發(fā)能力，內(nèi)置獨(dú)立算法可同時(shí)測(cè)出車速、車長(zhǎng)、車寬、車高等多項(xiàng)數(shù)據(jù)，成本較低，后期維修簡(jiǎn)單，整體性價(jià)比非常高。圖像可以直接作為cnn網(wǎng)絡(luò)的輸入，而稀疏點(diǎn)云則需要做一些預(yù)處理。

因此，為了完成3D目標(biāo)檢測(cè)任務(wù)，需要對(duì)稀疏點(diǎn)云做特征表達(dá)，這里介紹3種方式：1）離散化后，手動(dòng)（hand-crafted）提取特征，或者利用深度學(xué)習(xí)模型提取特征；2）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)特征（point-wise feature）提??；3）特征融合。

激光雷達(dá)應(yīng)用場(chǎng)景

a.治超場(chǎng)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(cè)設(shè)備，對(duì)重量、車輛尺寸、速度等進(jìn)行測(cè)量。重量依托于稱重傳感器，而激光雷達(dá)針對(duì)車輛的尺寸、速度進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)無人為干預(yù)，全自動(dòng)不停車，大大增加路口通行效率。

b.停車場(chǎng)景

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

c.車流量統(tǒng)計(jì)場(chǎng)景

大部分應(yīng)用于交通路口及尾氣排放檢測(cè)站，激光雷達(dá)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(cè)路面情況，通過對(duì)路面的測(cè)量設(shè)定路面基準(zhǔn)值：當(dāng)無車通過時(shí)，激光雷達(dá)測(cè)量數(shù)據(jù)無變化，輸出低電平；當(dāng)車輛通過時(shí)，激光雷達(dá)測(cè)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(diǎn)激光雷達(dá)通過計(jì)算調(diào)制紅外光的發(fā)射、反射后產(chǎn)生的相位差，來?yè)Q算與被測(cè)目標(biāo)物體之間的距離，以產(chǎn)生深度信息。同時(shí)也可以觸發(fā)攝像頭拍照。

通過一段時(shí)間內(nèi)對(duì)激光雷達(dá)輸出的高電平次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)車流量統(tǒng)計(jì)并匯總發(fā)送到控制中心。

d.AEB防撞預(yù)警場(chǎng)景

將激光雷達(dá)安裝于汽車前部散熱隔窗指向行駛前方，實(shí)時(shí)獲取與前方目標(biāo)距離，得出車輛行駛速度，根據(jù)預(yù)警距離設(shè)置給出預(yù)警信息。

激光雷達(dá)技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)

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(biāo)的清晰圖像；隱蔽性好、抗有源干擾能力強(qiáng)，激光具有直線傳播、單色性好、方向性強(qiáng)、光束窄等特點(diǎn)，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(hào)影響；低空探測(cè)性能好，相較于微波雷達(dá)的低空探測(cè)盲區(qū)，激光雷達(dá)對(duì)只有被照射的目標(biāo)才會(huì)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(diǎn)云角分辨率，如：激光雷達(dá)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(dá)的體積龐大，整套系統(tǒng)質(zhì)量數(shù)以噸記，而激光雷達(dá)發(fā)射望遠(yuǎn)鏡的口徑一般只有厘米級(jí)，整套系統(tǒng)的質(zhì)量的只有幾百克，這也使得機(jī)載、車載激光雷達(dá)具有廣闊的應(yīng)用前景。