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    2022-4-29

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移动机器人定位的基本概念

我们来考虑机器人和自动驾驶的定位问题,其实它是要估计运动主体(机器人本身或者车辆)这个参考帧,相对于周遭静止环境的位姿或者位姿变化, 这个周遭静止的环境,我们可以统称为坐标系。

移动定位问题,可以简化为跟重力方向垂直的水平面上的2d位姿估计。 2d坐标系的(0,0)点, 及x,y轴的朝向其实可以是任意的,只要基准定好了,后面的参考不变即可。

对于自动驾驶,襄阳激光测距定标板,有一些细节需要补充, 我们熟知的定位(gps)是经纬度坐标,如何对应平面笛卡尔坐标系呢?

经纬度坐标可以通过墨卡托投影系统(universal transverse mercator,utm)投影到utm 的一个区块中, 区块中再细的位置可以看成一个2d平面使用笛卡尔坐标进行表征,自动驾驶标识激光测距定标板, 这样球面的经纬度坐标和平面坐标是可以转换的。

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超声波雷达定位

超声波(ultrasound,又称超声波雷达)定位,即使用发射探头发出频率大于20khz的声波和计算飞行时间来探测距离。常用的超声波频率有40khz、48khz和58khz,其中常用的频率是40khz。使用超声波定位,一般精度在1cm~3cm之间,探测适用范围在0.2m~5m之间。

优点如下:

1、穿透能力强,一定程度上可以防水、防沙、防尘;

2、成本低;

3、不受电磁效应的干扰。

这种方式也有一些缺点:1)检测角度小、探测距离短,因此一辆车上会选择安装多个超声波传感器,并在低速行驶中使用;2)无法描述障碍物的位置,如两个障碍物同时返回相同的探测距离时;3)抗干扰能力差,易受到车速、震动、温度及湿度的影响。

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激光雷达不同类型介绍

如今,激光雷达已被广泛应用于机器人、无人驾驶、ar/vr、3d打印等多个领域,根据应用领域的不同,激光雷达的类型也存在一定差异,机器人是目前激光雷达应用为火热的领域之一,按照不同的技术路线,可将机器人激光雷达分为tof激光雷达及三角测距激光雷达两大类型。

tof激光雷达

tof激光雷达是一种进行光飞行的时间的测量方法,顾名思义就是发射出一道激光,然后会有一种二极管来进行激光的回波检测,再使用一个---精度的计时器去测量光波发射到目标物引起反馈再回来的时间差,而---具有不变性,再将时间差乘以---便可得到目标物体的距离。

对于tof的测距原理,反射率拼接激光测距定标板,如果再加以细分,还可再分为脉冲式及相位式两种。

脉冲式比较简单直接,就是发出一道激光的脉冲,然后再检测激光的相关信息。这个是目前tof激光雷达采用的主流方式。

相位式则是连续的发射激光。但是接收到的回波信号会由于---传播的特性,相位上会有差距。当检查相位时就可以转过来处理这个距离。这种方式的优势在于成本相对---,但其主要问题是测量的速度没法提高。


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