激光雷达定位-论文心得

激光雷达技术的起源

激光雷达技术于20世纪90年代开始应用于AGV导航系统。早期的激光导航系统需要在AGV行驶的路径周围安装精确的反射板。

机器人对环境信息的感知主要依赖于传感器系统，单传感器获取的信息难以确保准确性和可靠性。多传感器融合与补偿技术可以充分利用数据冗余性和互补性，保证环境感知的准确性、快速性和稳定性，进而弥补了单传感器的不足。多传感器信息融合与补偿的冗余观测数据 可以提高系统的可靠性。同时在某种特定的情况下，采用多个廉价的传感器的融合代替昂贵的传感器，从而降低系统总体成本。

激光雷达和有线相比的优势

与其他铺设引导线的导航方式相比，激光导航具有许多突出的优点：定位精确，地面无需其他定位设施，能够适用于复杂的路径条件和工作环境。能够快速的更换行驶路线和修改运行参数。

在此之前，AGV小车一直采用的磁带导航，电磁导航的有线导航方式。有线导航的方式的缺点是：路径的柔性差，不适用关于复杂路径的状况。无法实现精确定位。

激光雷达的分类

激光雷达是传统的雷达技术和现代的激光技术相互结合的产物，激光雷达测距是具有探测距离远，测量精度到，角度分辨率高的特点，激光测距主要有两种方法：连续波测距和脉冲测距两种，其中脉冲测距也称为TOF，通过测量从发射激光脉冲，到接收反射光的耗时间间隔。激光雷达作为根据目标维数的不同，可以分为一维激光雷达，二维激光雷达和三维激光雷达三种。

移动机器人携带传感器的类型

移动机器人一般携带有里程计，惯性传感器，激光雷达测距，或者视觉传感器。其中里程计和惯性传感器主要是对机器人的位姿进行预测，激光雷达可以通过对于测量传感器的中心到目标点特征的距离和角度对移动机器人的位姿进行修正

SLAM问题的提出

SLAM问题最早是由Smith和Cheesemand等人在1988年提出，是一种同时解决定位问题和地图构建问题的概率方法。经过20多年的研究发展，SLAM问题取得了极大的突破和发展。这得益于SLAM算法的多样化、传感器的性能的提高以及多传感器的融合技术。

激光雷达和GPS的对比

用GPS实现室外环境定位是非常容易的，以至于我们常常认为他是无所不能。然而GPS远非完美无缺的定位传感器，因为他完全依赖远距离在轨道微信发送来微弱无线电信号。这就意味着在无线电无法到的环境中GPS是无法工作的。例如：室内，水下，地下，甚至城市街道峡谷中。另外GPS信号及其微弱，而且很容易拥塞，对于某些应用场合也是不可接受的。

激光雷达特性和工作原理

激光雷达通过发射激光束，探测目标位置，速度等特征量的雷达系统。由于雷达在工作的时候不受有源干扰影响，由于激光为探测手段，获得的数据具有精度高，实时好，数据稳定等特点，且激光雷达安装方便，适合作为小型环境感知系统的探测器。

特点：

分辨率高

隐蔽性好，抗有源干扰能力强

低空探测性能好

体积小，质量轻

LMS是一种非接触式的主动测距系统，不需要再视场中预设发射器和定位标志。激光雷达需要关心的参数：扫描角度，扫描解析度，传输波特率

这篇文章很详细的讲解了rplidarA2的激光雷达进行测距的原理。

就是说当一个01这个激光发射器发射出去，在一条直线上面假设有3个位置点，

然后在02的位置上我们有个相机，那么通过小孔成像的原理，我们知道A-02-01这个角度的值的，然后我么是已经指代02-01-A这个角度值的，同时我们在构造的时候，已经知道01-02 之间的距离，然后这是一个角边角问题，三角形式唯一一的。我们可以通过正弦定理，通过比例



就可以求出待求量。

然后通过不断的旋转，将每个表面的物体都检测到。

总结一下，凡是使用三角测量法做成的激光雷达，例如上海思岚的激光雷达rplidarA2 在强光或者暴晒的情况下，就会没有办法测到真实的距离值，而出问题。并且多个这种激光雷达相互使用的时候，会相互干扰。

像SICK这种激光雷达，是基于tof原理做成的激光雷达，正再太阳光直射的情况下，也可以正常使用。

从这个角度考虑kinect2.0提升的价值简直是一种质的飞跃。就是从原来的kinect1.0的光栅格，改变到kinect2.0 TOF进行使用。

还有，说这种光磁技术融合的一般都是噱头，没有什么的价值（具体原因参看我上面提供的博客。）

这个博客介绍A*算法，感觉不错

http://theory.stanford.edu/~amitp/GameProgramming/AStarComparison.html

A*算法和Dijkstra算法都算是图形搜索算法。他们都是在加权有向图进行工作。

这些图是由节点和边组成，那么我们也要有那些节点，有那些边。图形搜素算法，只是了解链接，并不是

如果你想让这个车只有直线的话，不走对角线的的话，那就就是把这个



http://www.redblobgames.com/pathfinding/grids/graphs.html

思岚的CEO这句话真的是真相了、

http://biz.ingdan.com/knowledge/details-1774.html

目前主流的激光雷达的公司

http://blog.sina.com.cn/s/blog_72055d810102xdcb.html

将ROS用于工业生产

http://wiki.ros.org/Industrial

SRobots基本上说明是使用的ros

http://v.youku.com/v_show/id_XMTgzNjcyNDY3Ng==.html?spm=a2h0j.8191423.module_basic_relation.5~5!2~5~5!9~5~5~A

很明显是一个kinect

http://www.tudou.com/programs/view/9nw9S9EFgJk/

思岚的这篇文章我感觉写的很好

http://blog.csdn.net/ydsf16/article/details/52717010

以及思岚的rplidar已经支持ROS的的arduino的开发了

http://www.robopeak.com/blog/?p=618