AGV/AMR机器人单线激光雷达选型指南

随着机器人行业的飞速发展，各种场景机器人的广泛应用，激光雷达作为必不可少的传感仪器在帮助机器人实现对环境的感知方面，遇到障碍物时能灵活绕障碍，在整个导航过程中可以精准停靠以及在特殊环境下的目标探测起到重要的关键作用。

今天，深圳市骁锐科技有限公司小编总结一些在选用激光雷达时所要考虑的参数要素，希望对大家有所帮助。

一、关于激光雷达的扫描半径（量程）参数标定：

第一个重要的参数就是激光的量程，也就是雷达的测量半径的距离可以达到最大范围值。小编在服务客户的过程中，有许多使用者表示对激光雷达说明书上所标注的量程参数的理解是不够的，因此给激光的选型工作带来了困难。

目前国际上对于量程的标准表达没有统一标准规定。目前主流的参数标定有两种惯例，一种是测量型激光以90%反射率和70%反射率作为主要标定单线激光雷达的量程标尺。另一种是以国际安全标准的反射率下的避障型激光。国内市场上的雷达扫描半径都是按每个公司的自己的实际执行标准来进行说明供客户参照选用，所以当使用者拿到一款测距点云数据激光时，首先我们要注意观察量程的反射率标准。通常70%反射率达到20米的测量距离，在90%的反射率下应该可以达到接近30米。因此使用者挑选激光雷达时一定要向厂家说明，所需的测量距离是在什么反射率条件下要达到的具体标准要求，因为激光雷达的量程在不同的条件下是有一定变化的。

以下为案例参考：

如，深圳市骁锐科技有限公司某款单线激光雷达：

30米90% 反射率

20米70% 反射率

8米10% 反射率

二、雷达实际使用正常环境下量程变化的原因：

雷达激光的实际的量程会高于标注的参数，很多激光雷达使用者发现了这个现象。通常新的激光雷达实际的距离参数会高于标注参数，这是因为激光雷达在使用一两年后，激光发射器的效能会衰减，量程会缩短，这是其物理特性所决定的，为了保障客户的使用效果，通常会做这样的增加量程设计。

还有的使用者买回激光雷达使用时发现，使用距离不够，感觉使用量程变短，造成建图的效果欠佳或避障效果达不到理想要求。深圳市骁锐科技有限公司小编总结几个影响激光量程变化的原因，供您参考。

1、不同反射率的物体对激光量程的影响

单线激光雷达由脉冲器发射器发出激光束(不可见光)到达探测物体和环境，由环境物体的实际的不同物体的反射后，重新回到激光接收器，一般黑色物体和光面透明物体的反射率较低或极低，导致激光光束采集的数据不能全部返回到接收器，一般会出现实际测量距离变短甚至不反射形成探测盲区。

2、关于单线激光雷达的物体反射率说明

激光雷达所标的反射率为#绝对反射率#，是指定条件下或经过科学测试仪器所测试的实验环境下能够达到所标注的数字绝对反射值，在具体的实际的使用环境中，如果没有仪器的辅助下，我们只能靠肉眼和经验以及常规经验参照物来推断物体反射率。比如，白色A4纸张接近实验室绝对70%反射率，但具体情况需要特定仪器来进行测试。正常环境下，影响物体反射率的几个因素：

颜色

颜色越浅，反射率越高，颜色越深，反射率越低，黑色，一般激光探测距离短或很难探测到。

材质

绵质软性材质，反射率相应较低，固体硬质表面，反射率相应高。

物体表面光滑程度

越光滑的物体，反射率越低，如光面玻璃，光面大理石不容易被激光探测到

透明度

越透明的物体，反射率越低，越难被激光探测到

阳光直射环境或其他物体光干扰

阳光照射到的物体或光干扰环境下的物体，物体反射率会变低，不容易被激光探测到

总结：实际的生产环境中，激光雷达应尽量避免黑色吸光物体、光面反射玻璃以及光干扰的环境中的使用，若在上述环境下使用，请选用扫描频率高，分辨角低、点云数据密集的激光扫描仪器、必要时需改变局部使用环境来保证激光器的顺利工作。个别场景造成激光雷达探测距离过短，应对当下使用环境的物体反射率做出判断，计算真实反射量程，挑选量程符合使用环境的激光器。

三、“激光测距雷达”参数与性能

除了激光雷达的量程和周围环境的匹配性是比较重要的因素，激光雷达本身的参数和性能也决定了整个机器人的建图和数据反馈的优劣。

激光雷达的参数与性能，要从几个方面去讨论。分辨角、扫描频率和采样速率以及其机械可靠性，电子可靠性，数据可靠性和软件可靠性等等。

1.分辨角 ，直接影响对扫描物体大小的能力。

2.扫描频率 ， 直接影响检测物体的移动速度。

3.采样速度 ，直接影响地图重建与定位匹配的能力。

激光雷达测距技术是使用者需要考虑的因素。懂得激光雷达技术有着不同的优势和劣势。比如相位法，三角测距法相对来说远处精度不如TOF激光的表现，但近处的测量精度好于TOF。

脉冲式TOF的优点是测量范围广且光学系统紧凑，但高速读取脉冲光的电路设计和配置较为复杂。

相位式TOF在近距离测量中测量精度更高，由于无需时间测量的电路，电路设计比较简单，因此方法可以用于整列传感器中，相位式TOF不能分辨实际距离在一个或多个测量周期内，因而不适用于长距离的测量。

三角测距法的优势是短距离下测量精度高，缺点为电路的小型集成化比较困难，测量易受外界环境光的影响。

总结：使用者需要综合考虑自己的使用场景，应用机型以及预算和质量预期综合性价比来选择一款适合自己的激光。

四、关于现场提供技术服务以及使用环境的说明。

为了避免因激光雷达选择不当和使用方法不明所造成的项目损耗，希望激光雷达使用者能够充分阅读使用操作手册或咨询专业的技术支持来高效解决问题，现在分享一下激光雷达的现场应用使用注意事项：

建图注意事项

1）建图时车速的稳定以及转弯时保持匀速很关键，尽量保持直线行走，在熟练工程师的指导下建图效果最佳。

安装位置

2）激光的安装位置保持一定的仰角或高度，当发现扫描距离因测试位置发生变化时，应考虑是否因地面的高低不平造成雷达光束扫到地面阻挡接收，需要调整激光雷达的安装高度。

谨防划伤

3）安装激光雷达时应注意保护激光的保护罩，应用眼镜布捏盖住保护罩进行安装，以免划伤和碰伤镜面，造成因脏点、磨损点而引起的数据误判。

做好罩体擦拭清理，若有灰尘堆积，需要及时清理或选用防尘型激光雷达，减少维护工作成本。

若有保护罩损坏，请及时更换，避免造成因脏污引起的避障失灵和其他风险。

特殊环境

4）空旷或狭窄的环境建议用高扫描，低分辨角、高点云数据的激光雷达。

合理选用

5）不同环境需要不同的激光雷达来适配，鉴于未来工厂的使用环境会有多样化的需求，需在购买产品前，提前告知厂家使用环境，以适应环境的需要。