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两种高性能传感器应用示例—HDL-32E激光雷达和Ladybug5全景相机
时间：2018-08-03 09:24:00
来源：上海机器人产业技术研究院
作者：小R
随着人工智能的快速发展，新技术革命不断驶来，世界已经进入智能化信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是如何获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。可见，良好性能的传感器能够实现该领域巨大的突破。
HDL-32E激光雷达
HDL-32E激光雷达是由2016年位于美国加州硅谷的一家高新技术Velodyne lidar公司制造。公司所生产的激光雷达产品不仅广泛的运用在谷歌，百度，福特等自动驾驶公司，而且还涉及了无人机、机械重工等新兴和传统行业。
Velodyne激光雷达产品型号主要有HDL-64E、HDL-32E、VLP-32C、VLP-16Hi-Res、VLP-16 Lite、VLP-16。其中HDL-64E和HDL-32E分别于2006年和2011年研发成功，并广泛被相应行业所应用。
Velodyne激光雷达是一种利用激光技术进行测量的传感器，它是由激光器、激光检测器和测量电路组成，具有远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等优点。其主要应用于无人驾驶、无人机、定位导航、室内测绘等场合。
Ladybug5全景相机
Ladybug系列产品是全球独一无二的高速实时视频流全景相机。其主要由成像模块、采集控制模块、机械防水外壳组成，它采用6个高品质Sony传感器，5台在侧面，1台在顶部，机身内部出厂做了相机位置标定、含有数据jepg压缩模块，能够实时完成6个高品质传感器的图像采集、锐化处理、拼接、色调映射和衰减校正等工作输出全景360º的图像和视频。工业指标IP65，工作温度-20°—50°。其主要适用于VR视频、全景电子地图以及移动测量等应用。如下图为新产品Ladybug5型号及其捕捉展示图。
Ladybug5是PointGrey公司推出的第三代实时视频流全景相机，各方面性能都得到了非常大的提升。
CCD图像质量：6个Sony ICX655 CCD芯片，构成30MP高分辨率，保证了图像品质，同时有高清模式可选；5台在侧面(水平方向)，1台在顶部(垂直方向)，通过拼接成像单幅采集图像分辨率可达3000万。
高速实时视频流：可实时观察处理后图像，方便可靠，以30MP@10fps传输压缩图像，8fps传输非压缩图像，均为世界更快。
预校准：6个镜头已提前进行了标定，增强使用的方便性，也可自行标定焦距、光圈等，并可利用主机恢复出厂标定。
360°视场范围：覆盖了90%的视场范围，几乎囊括了全部可视区域，实现更大的可见范围。
Global shutter：避免了移动设备在移动过程中的抖动问题，每个快门可独立曝光，从0.02毫秒到2秒。
USB 3.0接口：数据传输速度更高可达300M/s，使得在移动采集中，确保帧频的情况下，同时可以传输高品质的图像，并且支持热插拔。
数据输出：可实时输出12bit Raw或JPEG压缩图像，增加了适应人眼观测的白平衡、伽马校正、模糊校正、Tone Mapping 等后处理功能，更大的提高了相机动态范围，使得图像质量接近单反相机所拍摄的图像质量。
激光雷达与全景相机结合应用
通过调研及查找相关文献，目前激光雷达和全景相机组成系统主要应用于SLAM、地图构建、定位、导航、路径规划等研究领域。该系统可以实现无人驾驶三维环境识别重建、机器人研究院室内外高精度地图构建和跟踪导航，能够将外界环境颜色信息和深度信息集于一体，可大大缩小识别误差和信息错误丢失率，如下分别为装有该系统的无人车载实物图及其实现的地图构建效果图。
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