三角测距激光雷达原理
激光运坦滚雷达近几年越来越普及了,复杂的比如应用在无人驾驶汽车上,简单的比如用在扫地机上去。随着无人驾驶和服务机器人行业的发展,后续激光雷达的应用会更广泛。
激光雷达之所以流行,主要是因为它能够精准的测距,那么它是如何实现这样的测距功能的呢?
主流的激光雷达主要是基于两种原理的,一种是三角测距法,一种是飞行时间(TOF)法。听名字可不要觉得很复杂,其实只需要高中知识,任何人都能看懂它的测距原理!
今天咱们就先讲讲三角测距法激光雷达。
典型的三角测距原理结构如下图:
激光器Laser以一定的角度beta射出一束激光,沿激光方向距离为d的物体反射激光。
接受激光的一般是个长条的CMOS(可以看成是一个长条形的摄像头),被物体反射的激光经过“小孔成像”被Imager(即CMOS)拍摄到。
焦距是f,物体离平面的垂直距离是q,激光器和焦点间的距离是s,过焦点平行于激光方向的虚线,它跟Imager的交点位置一般是预先知道的(确定好beta就知道了),物体激光反射后成像在Imager上的点位置离该处的距离为X。
从图中很容易看出来,q,d,beta组成的三角形跟X,f组成的三角形是相似三角形,旁余于是有:
因为f,s,beta都是预先可以已知的量,唯一需要测量的就是X,因此,测出X就测出了d,即得到物体离激光器的距离了。
从图中可以轻易的看出,如果d的距离变短了,则X就会变大,d变大了,X就变小。从Imager测出X只要计算出得到信纤的光斑的中心即可获得距离X。
上面讲解了如何根据三角测距原理进行单点测距,可是激光雷达是360°的,怎么才能变成激光雷达呢?将单点拿去旋转即可!
将激光器和成像器固定在一起,做成一个固定的装置,然后旋转,即可获得周围360°的扫描结果了。
传感器网络中常
激光测距的方式方法目前来说主要有TOF、三角测量法
1.TOF是飞行时间(Time of Flig存ht)技术的缩写,即传感器发出经调制的近红外八五别次充作标黑长培光,遇物体后反射,传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差,来换算被拍摄景物的距离,以产生深度信息,律远除染问续此外再结合传统的相机拍摄,就能将物体的三维轮廓以不同颜色代表不同距离的地360问答形图方式呈现出来。
2.三角测量法:红外发射器按照一定的角度发射红外光束,光束遇到被测物体后将会反射回来,反射回来的光线被CCD教货地检测器检测,其获取一个偏移L。由图示以及已知的各值可以求出激光器到物体的距离d。
在测量时可知发射角度∝以及偏移量L,中心矩X和滤镜的焦距f也已知利用三角几何关系可以求出。大致计算过程如下:在CCD检测器金触策与滤镜间的三角形中因为已知L和f所以可以可以求出发射光线与CC论上妒今构染序雷打松自D检测器的夹角;海粉试轻在由发射光线、发射光线以及中心矩构成的香案厂章费光培香情三角形中已知两角一官最备边,所以可以求出另外两边即发射光线和发射光线边的长度;再在新该三角形中的任一直角三角形中因为已知一角一边,利用正弦定理可以求出D,即所需的距离
请问一下,激光三角法精密测量是什么概念啊?
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哦,这个就是一个原理为光学三角法原理的一个测量,其余的为定语啦,像ZLDS100的原理就是啊,他的精度也很高,可以达到0.002mm的精度,所以也可以称为激光三角法精密测量