激光雷達的點云特征表達

激光雷達的稀疏點云成像與稠密像素點的圖像成像不同，點云都是連續(xù)的，圖像是離散的；點云可以反應真實世界目標的形狀、姿態(tài)信息，但是缺少紋理信息；圖像是對真實世界的目標離散化后的表達，缺少目標的真實尺寸；單點激光雷達無需具備2D激光雷達的二次開發(fā)能力，內置獨立算法可同時測出車速、車長、車寬、車高等多項數(shù)據，成本較低，后期維修簡單，整體性價比非常高。圖像可以直接作為cnn網絡的輸入，而稀疏點云則需要做一些預處理。

因此，為了完成3D目標檢測任務，需要對稀疏點云做特征表達，這里介紹3種方式：1）離散化后，手動（hand-crafted）提取特征，或者利用深度學習模型提取特征；2）點對點特征（point-wise feature）提?。?）特征融合。

激光雷達應用場景

a.治超場景

智能交通治超系統(tǒng)由三大類功能模塊組成，其中很重要的是超限檢測設備，對重量、車輛尺寸、速度等進行測量。重量依托于稱重傳感器，而激光雷達針對車輛的尺寸、速度進行檢測。實現(xiàn)無人為干預，全自動不停車，大大增加路口通行效率。

b.停車場景

近兩年，激光雷達產品將被國內外方案商應用于以車位占用為主的智能停車檢測，其中分為三類使用途徑，一種是停車場停車位檢測，一種是智能道閘抬落桿檢測，一種是路邊停車位檢測。

c.車流量統(tǒng)計場景

大部分應用于交通路口及尾氣排放檢測站，激光雷達安裝于高架橋及紅綠燈桿頂部，距離地面3-8米，垂直向下或傾斜探測路面情況，通過對路面的測量設定路面基準值：當無車通過時，激光雷達測量數(shù)據無變化，輸出低電平；當車輛通過時，激光雷達測量數(shù)據有變化，輸出高電平；產品發(fā)出經調制的近紅外光，遇物體后反射，單點激光雷達通過計算調制紅外光的發(fā)射、反射后產生的相位差，來換算與被測目標物體之間的距離，以產生深度信息。同時也可以觸發(fā)攝像頭拍照。

通過一段時間內對激光雷達輸出的高電平次數(shù)進行統(tǒng)計，從而實現(xiàn)車流量統(tǒng)計并匯總發(fā)送到控制中心。

d.AEB防撞預警場景

將激光雷達安裝于汽車前部散熱隔窗指向行駛前方，實時獲取與前方目標距離，得出車輛行駛速度，根據預警距離設置給出預警信息。

激光雷達技術具有以下優(yōu)點

可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率，因此可以利用距離—多譜勒成像技術來獲得目標的清晰圖像；隱蔽性好、抗有源干擾能力強，激光具有直線傳播、單色性好、方向性強、光束窄等特點，只有在其傳播路徑上才能接收到，因此敵方截獲非常困難，不易受激光干擾信號影響；低空探測性能好，相較于微波雷達的低空探測盲區(qū)，激光雷達對只有被照射的目標才會產生反射，不存在地物回波的影響；旋轉速度決定了水平方向點云角分辨率，如：激光雷達掃描頻率為10Hz，水平角分辨率為0。體積小、質量輕，通常普通微波雷達的體積龐大，整套系統(tǒng)質量數(shù)以噸記，而激光雷達發(fā)射望遠鏡的口徑一般只有厘米級，整套系統(tǒng)的質量的只有幾百克，這也使得機載、車載激光雷達具有廣闊的應用前景。