《智能網(wǎng)聯(lián)汽車改裝與測試技術(shù)》激光雷達(dá)的安裝與調(diào)試

激光雷達(dá)的安裝與調(diào)試ICVIntelligent&ConnectedVehicle1.1

激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)激光雷達(dá)主要由激光發(fā)射器、激光接收器、信號處理單元和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)這四大核心組件構(gòu)成，稱為激光雷達(dá)四大核心組件。激光發(fā)射器

激光發(fā)射器是激光雷達(dá)中的激光發(fā)射機(jī)構(gòu)。在工作過程中，它會(huì)以脈沖的方式點(diǎn)亮，如每秒鐘點(diǎn)亮和熄滅16000多次。激光接收器

激光器發(fā)射的激光照射到障礙物以后，通過障礙物的反射，反射光線會(huì)經(jīng)由鏡頭組匯聚到接收器上。信號處理單元

信號處理單元負(fù)責(zé)控制激光器的發(fā)射，以及接收器收到的信號的處理，根據(jù)這些信息計(jì)算出目標(biāo)物體的距離等信息。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

由以上3個(gè)組件構(gòu)成了測量的核心部件。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)將上述核心部件以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來，從而實(shí)現(xiàn)對所在平面的掃描，并產(chǎn)生實(shí)時(shí)的平面圖信息。1.2

激光雷達(dá)的工作原理激光雷達(dá)LiDAR(LightLaserDetectionandRanging)以激光束為信息載體，利用相位、振幅、頻率等來搭載信息，并將輻射源頻率提高到光頻段，能夠探測極微小的目標(biāo)。激光雷達(dá)是一種采用非接觸激光測距技術(shù)的掃描式傳感器，是一種主動(dòng)傳感器，通過發(fā)射激光光束來探測目標(biāo)，并通過搜集反射回來的光束來形成點(diǎn)云和獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)光電處理后可生成為精確的三維立體圖像。激光雷達(dá)能夠確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)。與傳統(tǒng)雷達(dá)使用的無線電波相比，激光雷達(dá)使用的激光射線波長一般為600～1000nm，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)雷達(dá)的波長。因此，激光雷達(dá)在測量物體距離和表面形狀方面具有更高的精準(zhǔn)度，一般可達(dá)到厘米級。受外界影響較小，激光雷達(dá)能夠檢測的距離一般可達(dá)100m以上。1.3激光雷達(dá)測距基本原理激光雷達(dá)測距方法一般有三角測距法、TOF（脈沖）測距法以及調(diào)幅連續(xù)波測距法。TOF（脈沖）測距的基本原理是在測距點(diǎn)向被測目標(biāo)發(fā)射一束短而強(qiáng)的激光脈沖，激光脈沖到達(dá)目標(biāo)后會(huì)反射回一部分被光功能接收器接收。假設(shè)目標(biāo)距離為L，激光脈沖往返的時(shí)間間隔是t，光速為c，測距公式為L=tc/2。時(shí)間間隔t的確定是測距的關(guān)鍵，實(shí)際的脈沖激光雷達(dá)利用時(shí)鐘晶體振蕩器和脈沖計(jì)數(shù)器來確定時(shí)間t，時(shí)鐘晶體振蕩器用于產(chǎn)生固定頻率的電脈沖震蕩T=1/f，脈沖計(jì)數(shù)器的作用就是對晶體振蕩器產(chǎn)生的電脈沖計(jì)數(shù)N。1.4激光雷達(dá)的應(yīng)用智能網(wǎng)聯(lián)汽車中激光雷達(dá)的功能智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過激光雷達(dá)對周邊環(huán)境進(jìn)行掃描識別，從而引導(dǎo)車輛行進(jìn)。激光雷達(dá)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中起著類似于“眼睛”的功能，能夠根據(jù)掃描到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)快速繪制3D全景地圖。主要應(yīng)用場景有：障礙物分類、障礙物跟蹤、路沿可行駛區(qū)域檢測、車道標(biāo)志線檢測和高精度定位等。激光雷達(dá)的優(yōu)勢與應(yīng)用方向優(yōu)勢：高精度、高分辨率、可精確測量目標(biāo)的位置、形狀和狀態(tài)應(yīng)用方向：ADAS系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制（ACC）、前車碰撞警示（FCW）和自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）等方向具體應(yīng)用場景障礙物檢測與分割可通行空間檢測高精度電子地圖制圖與定位障礙物軌跡預(yù)測2常用激光雷達(dá)種類激光雷達(dá)具有分辨率高，隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢。隨著科技的不斷發(fā)展，激光雷達(dá)的應(yīng)用越來越廣，已應(yīng)用于機(jī)器人、無人駕駛、無人車等領(lǐng)域。隨著激光雷達(dá)需求的不斷增大，激光雷達(dá)的種類繁多，按照功能、結(jié)構(gòu)、線束、探測方式、發(fā)射波形等可分為不同的類型。3激光雷達(dá)的安裝1激光雷達(dá)接線圖3線束裝配檢查方法2激光雷達(dá)的安裝4線束通斷檢查5線束連接是否正確3激光雷達(dá)的安裝描繪整車上激光雷達(dá)部件之間的實(shí)際線束連接關(guān)系使用電器的外形輪廓或特征表示，方便直觀識讀將同向?qū)Ь€畫在一起，反映實(shí)際線路情況，便于查找分支和接點(diǎn)確定激光雷達(dá)安裝方向：正面朝向車頭，線束端為后端安裝及固定步驟：使用2.5mm內(nèi)六角套筒工具和Φ2.5mm*1螺栓使用15N·m的力矩進(jìn)行緊固使用水平儀調(diào)整安裝基座角度：左右角度為0°，前傾角度為0°激光雷達(dá)的安裝激光雷達(dá)接線圖線束裝配檢查方法檢查線束布置是否符合布線圖要求線束走向應(yīng)橫平豎直，避免斜拉現(xiàn)象綁扎后線束應(yīng)平順，兩端長度留適當(dāng)余量多束線束一同綁扎時(shí)，線束間應(yīng)平行布置，嚴(yán)禁扭曲纏繞3激光雷達(dá)的安裝線路導(dǎo)通的檢查：使用數(shù)字萬用表將紅、黑線探針接入激光雷達(dá)線束插接件針腳歐姆檔位測得電阻值小于1歐姆或使用蜂鳴器檔位測量報(bào)警表示線路導(dǎo)通線路短路的檢查：使用數(shù)字萬用表一表筆線探針接入激光雷達(dá)一端線束插接件中的一個(gè)針腳另一表筆線探針依次接入激光雷達(dá)另一端線束插接件中的每一個(gè)針腳歐姆檔位測得電阻值小于1歐姆或使用蜂鳴器檔位測量報(bào)警表示線路短路線路錯(cuò)路的檢查：根據(jù)激光雷達(dá)原理圖、接線圖查閱引腳的名稱和作用使用數(shù)字萬用表將線探針接入激光雷達(dá)線束插接件相對應(yīng)的兩引腳歐姆檔位測得電阻值小于1歐姆或使用蜂鳴器檔位測量報(bào)警表示線路正確，否則線路錯(cuò)路激光雷達(dá)線束通斷的檢查3激光雷達(dá)的安裝根據(jù)激光雷達(dá)設(shè)置的目標(biāo)IP設(shè)置電腦本地IP地址激光雷達(dá)目標(biāo)IP地址和電腦IP地址需在同一網(wǎng)段，但不能相同使用命令（如ifconfig）查看有線IP是否設(shè)置成功例如，速騰激光雷達(dá)出廠默認(rèn)目標(biāo)IP為192.168.1.102，需要根據(jù)實(shí)際配置修改電腦本地IP地址為192.168.1.102檢測激光雷達(dá)線束連接是否正確4激光雷達(dá)的標(biāo)定打開電腦桌面實(shí)車軟件，進(jìn)入激光雷達(dá)標(biāo)定程序。1進(jìn)入實(shí)車軟件操作界面，在start界面檢查激光雷達(dá)及線束是否正常。2使用標(biāo)定軟件，在Run界面仔細(xì)觀察紅色點(diǎn)云圖并且與實(shí)際環(huán)境進(jìn)行比較。4使用標(biāo)定軟件，在Test界面恢復(fù)激光雷達(dá)的參數(shù)設(shè)置并保存。3擋住激光雷達(dá)的任意方向（推薦正后方）并觀察紅色點(diǎn)云圖的變化。5如發(fā)現(xiàn)偏移角度的問題可