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自动驾驶上的激光雷达将成为无人机避障的新宠

时间:2020-05-26 作者:Challey 阅读:
当无人机不把遥控当做主要的遥控操作时,表面上是一个操控体验问题,实际上是一个技术难题。如果无需遥控器,那需要在控制链路的可靠性、避障安全性、空中地图等方面做的很好。
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虽然马斯克推崇摄像技术是自动驾驶的最佳唯一解决方案,但激光雷达已事实上成为自动驾驶上的标配(特斯拉除外),然而行业内对激光雷达的缺点多有诟病:譬如大雨、浓烟、浓雾等恶劣天气中,衰减急剧加大,传播距离大受影响;由于激光雷达的波束极窄,在空间搜索目标非常困难,直接影响对非合作目标的截获概率和探测效率,只能在较小的范围内搜索、捕获目标。g0sEETC-电子工程专辑

可是,这些缺点在无人机空中飞行的应用场景中却可以忽略,因为恶劣天气中的无人机飞行较少(除特殊行业场景外),无人机所需要探测的空间也无需很大。g0sEETC-电子工程专辑

激光雷达在自动驾驶中主要用来扫描汽车周围,直接用途是为了避障,这与无人机的避障需求相吻合,而无人机上的避障解决方案从最初的简单红外、超声波到视觉处理经历过了几代迭代,在双目视觉这方面得到了较广的应用,不过在用户反映来看,依然无法达到很好的体验,反而是激光雷达在部分高端和行业无人机上的应用大大提升了无人机的使用操作,基本或者在某些场景可以完全脱离遥控器,譬如某些农用植保机上的全向数字雷达。g0sEETC-电子工程专辑

当无人机不把遥控当做主要的遥控操作方式时,表面上是一个操控体验问题,实际上是一个技术难题。需要解决的问题有控制链路的可靠性、避障的安全性以及空中地图等方面。而避障是其中最重要的一个方面。g0sEETC-电子工程专辑

本文就讨论激光雷达在无人机避障方面的应用趋势。g0sEETC-电子工程专辑

为什么说激光雷达在无人机避障方面将成为未来的应用趋势,2017年曾有一篇文章《无人机避障四种常见技术中,为何首选双目视觉?》提到:无人机的避障技术中最为常见的是红外线传感器、超声波传感器、激光传感器以及视觉传感器。无论是哪种方式,激光避障的精度、反馈速度、抗干扰能力和有效范围都要明显优于红外和超声波。但由于其体积庞大,价格昂贵,故不太适用于无人机。g0sEETC-电子工程专辑

而今技术和市场又发展了三年多,那么这些问题能解决了吗?g0sEETC-电子工程专辑

一、价格越来越低g0sEETC-电子工程专辑

目前市场上最便宜的固态激光雷达应该属于大疆旗下的Livox系列,尤其是Mid-40。g0sEETC-电子工程专辑

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这是大疆的公开市场价,抛开前期的研发成本,市场价3999的Mid-40其成本价估计在1000上下甚至更低,如果是自研或者大量合作,价格应该能达到这个水平。这样的话,如果技术上能使避障效果上升一个层次,那配备这样的激光雷达还是可能的。g0sEETC-电子工程专辑

二、体积重量g0sEETC-电子工程专辑

激光雷达,特别是固态激光雷达的技术越来越(相对)成熟,体积越来越小,g0sEETC-电子工程专辑

Livox的Mid-40尺寸是:88*69*76mm,重量是710g,Mid-100尺寸是142*70*230,重量是2200g。g0sEETC-电子工程专辑

iphone11 pro的宽度是71.4mm,长度是144mm,Mid-40的尺寸大约可以看成是iphone11 pro宽度的立方体大一点点,Mid-100可以看成是iphone11 pro大小,但是厚度是其长宽之和大一点。g0sEETC-电子工程专辑

而一台无人机需要的激光雷达可能需要1-2个,所以,如果配备一个Mid-40,在尺寸与重量上基本符合,但是要配备2个以上尺寸和重量就超标了。g0sEETC-电子工程专辑

三、应用g0sEETC-电子工程专辑

激光雷达在无人机上的应用也越来越深入,已经大量用在测绘上,建模建图上。在避障方面也有厂家在尝试。在未来1-2年内将会有厂家把二者的功能集成在一起,或者价格继续下降后配备多个激光雷达。g0sEETC-电子工程专辑

四、需要解决的问题g0sEETC-电子工程专辑

1、体积重量g0sEETC-电子工程专辑

目前的固态激光雷达体积重量还是偏大偏重,只能应用在行业无人机上,在较小的无人机上还无法应用。g0sEETC-电子工程专辑

2、价格g0sEETC-电子工程专辑

目前的价格也只能用在行业无人机上,对价格不太敏感g0sEETC-电子工程专辑

3、空中地图的完善g0sEETC-电子工程专辑

无人机要想在空中实现优秀的避障效果,需要与空中地图的完善,目前已经有厂商在低空空域地图方面推出了产品,但是还不是非常成熟,这不仅仅需要技术与测绘方面的推进,更需要市场的需求推动。有了需求,空中地图的发展会更快。g0sEETC-电子工程专辑

4、软件与数据g0sEETC-电子工程专辑

激光雷达与无人机的场景应用,结合AI,需要软件方面的匹配,以及AI识别的深度学习和基础数据的积累,才可能在无人机上实现完美避障。g0sEETC-电子工程专辑

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