激光雷達(dá)與機(jī)器人 是一對好CP嗎?

相信大部分人知曉激光雷達(dá)都是從谷歌的無人駕駛汽車上得知的，一個成本占據(jù)無人駕駛汽車40%的激光雷達(dá)，可以幫助無人駕駛汽車獲取所在環(huán)境的三維位置信息，確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)等信息，以“精準(zhǔn)”、“快速”、“高效作業(yè)”的空間探測能力成為是無人駕駛領(lǐng)域不可或缺的存在。

但跟無人駕駛相比，激光雷達(dá)在機(jī)器人身上好像更能快速落地：精度要求不那么高，成本更低、允許一定差錯……

激光雷達(dá)的應(yīng)用，可以幫助機(jī)器人在未知環(huán)境中了解周邊環(huán)境信息，為后續(xù)定位導(dǎo)航，甚至是人機(jī)互動提供很好的環(huán)境認(rèn)知能力，推進(jìn)機(jī)器人智能化的進(jìn)程。

思嵐的RPLIDAR系列雷達(dá)在各種機(jī)器人身上應(yīng)用

激光雷達(dá)是智能化的一個重要入口

把激光雷達(dá)裝在機(jī)器人身上，解決了智能的第一個問題，就是：給了機(jī)器人一雙“眼睛”。

通過激光雷達(dá)，機(jī)器人可以向外界發(fā)射紅外線光源，通過三角測距或者TOF成像原理對機(jī)器人進(jìn)行定位，幫助機(jī)器人構(gòu)建所在環(huán)境的高精度輪廓信息，輔助機(jī)器人。

通過觀察機(jī)器人與激光雷達(dá)這對CP不難發(fā)現(xiàn)，激光雷達(dá)的大小、成本、性能在機(jī)器人身上都取得了較為理想的最佳值。不僅可以幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精確的服務(wù)，還能滿足復(fù)雜場景下的用戶需求。

說到這里，肯定有人會提出這樣一個問題，那就是：跟激光雷達(dá)擁有同樣定位建圖效果的視覺技術(shù)，為什么不能說TA跟機(jī)器人才是更配的CP組合？下面，筆者做了個簡單分析。

通過上圖可以看出：不可否認(rèn)，視覺攝像頭在幫助機(jī)器人定位建圖方面的作用不可小覷，但激光雷達(dá)相比視覺攝像頭成像，還是擁有眾多優(yōu)勢的。比如，支持自主避障，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等。在未來的一段時間內(nèi)，多傳感器融合是大勢所趨，所以更期待兩種技術(shù)融合碰撞出的火花。

激光雷達(dá)幫助機(jī)器人解決部分行走問題

在有了地圖數(shù)據(jù)后，激光雷達(dá)就要發(fā)揮更大的價值了，就是要幫助機(jī)器人解決第二個問題：行走問題。

機(jī)器人擁有智能行走能力不是單靠激光雷達(dá)就能實(shí)現(xiàn)的，這個時候，筆者就要引入激光SLAM這個概念了，相信大家也不陌生。

在這里就不占用大家時間了，感興趣的可在百度搜索：《機(jī)器人自主定位導(dǎo)航的二三事兒》。

機(jī)器人最好的時代來了

無人駕駛之所以遲遲不能落地，除了技術(shù)難度高、政策復(fù)雜等因素之外，還有就是成本高。不過，這些問題在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域都在以獨(dú)到的優(yōu)勢被一一攻克，機(jī)器人最好的時代來了！

技術(shù)問題

目前，根據(jù)行業(yè)和需求的不同，市面上單線、多線、固態(tài)、機(jī)械雷達(dá)種類頗多，再加之良性競爭的存在，更是引導(dǎo)了整個市場的正向發(fā)展。

（1） 測距半徑

作為主要用途是距離測量的激光雷達(dá)，其測量的最大距離（量程）自然是其最核心的指標(biāo)。曾經(jīng)，三角測距雷達(dá)被貼上難以突破20米以上的實(shí)用化測距的標(biāo)簽，一直徘徊在8米、10米、16米的測距半徑魔咒中，而現(xiàn)在，能輕松實(shí)現(xiàn)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激光雷達(dá)的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)較快速度的運(yùn)動，并且保證地圖構(gòu)建的質(zhì)量?，F(xiàn)在，市面上的雷達(dá)已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)16000/秒，甚至可以達(dá)到更高的激光測距頻次。

（3）黑白物體的檢測

目前，激光雷達(dá)所標(biāo)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(zhǔn)。但實(shí)際上，對于黑色數(shù)據(jù)的有效檢出也同樣是一個重要的性能指標(biāo)。激光雷達(dá)已經(jīng)能在10米半徑左右實(shí)現(xiàn)黑色物體的穩(wěn)定檢測。

（4）室內(nèi)外皆可使用

除了深色物體檢出能力外，激光雷達(dá)能在各類環(huán)境光的影響下實(shí)現(xiàn)工作也尤為重要。突破三角測距視覺極限，升級處理算法和光學(xué)調(diào)校，讓傳統(tǒng)的三角測距激光雷達(dá)能輕松實(shí)現(xiàn)室外70KLux強(qiáng)光下穩(wěn)定工作。

政策問題

世界范圍內(nèi)各個國家對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都是持支持態(tài)度，就中國而言，在兩會等各種國家級會議上曾多次提及“人工智能“這個話題。建議加快人工智能創(chuàng)新成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化，推動人工智能應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)發(fā)展中去。機(jī)器人也是其中一個重要的分支。

成本問題

精度要求越高，激光雷達(dá)的成本就越大。但是用在服務(wù)機(jī)器人身上的激光雷達(dá)并不需要跟無人駕駛上的激光雷達(dá)達(dá)到一樣的精度，如果要一樣，顯然是不現(xiàn)實(shí)的，成本上也不允許這么干 。

成本問題可以分為兩類：

（1）價格

價格主要跟技術(shù)和出貨良品率有關(guān)。目前，隨著供應(yīng)鏈制度的完善以及激光雷達(dá)技術(shù)本身的進(jìn)步，國內(nèi)激光雷達(dá)廠商能夠把服務(wù)機(jī)器人的激光雷達(dá)成本控制在千元級別，家用機(jī)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，還能從激光雷達(dá)使用壽命上控制，延長產(chǎn)品淘汰周期。思嵐的RPLIDAR 系列雷達(dá)采用電磁融合技術(shù)，這種非物理接觸的無線供電和無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，解決了因物理接觸機(jī)械磨損導(dǎo)致電氣連接失效、激光雷達(dá)壽命短的問題，能讓雷達(dá)使用壽命長達(dá)5年（365天*24小時*5年）。

……

解決了上面這些技術(shù)、成本問題之后，一個最核心的問題來了！即：激光雷達(dá)是不是只能用在機(jī)器人身上？

好CP是好CP，但是答案當(dāng)然是：不是！