激光雷达：加速物流移动机器人智能化升级｜物流机器人核心配套件专题（二）近几年

近几年，随着智慧物流的发展以及自动化、智能化、无人化需求的增加，以类Kiva为代表的移动机器人、无人叉车、AGV、无人物流车等得到广泛应用。这些物流移动机器人之所以能够实现自动化、无人化作业，其重要前提便是基于激光雷达技术的不断发展。并且，物流移动机器人作业过程中如何保证自身的安全以及周边环境中人与其他设备的安全，同样离不开激光雷达。激光雷达如同这些设备的“眼睛” ，为其安全高效地作业提供了保障。作为物流移动机器人的核心传感器，激光雷达也随之迎来了快速发展。
激光雷达（LiDAR/LaserRadar）是激光探测及测距系统的简称，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达以其分辨率高，隐蔽性好、抗有源干扰能力强，低空探测性能好，体积小、质量轻等特点，广泛应用于高级驾驶辅助系统（ADAS ， AdvancedDrivingAssistanceSystem）。激光雷达的工作原理是向目标发射探测信号（激光束），然后将接收到的从目标反射回来的信号（目标回波）与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。
激光雷达的种类
简单来说，激光雷达的基础功能是测量和扫描，基于大面积的测量和扫描，可以实现一定范围内的地图构建与障碍物检测从而进行安全避障等。近几年，随着激光雷达技术的不断发展以及成本的大幅下降，激光雷达的应用领域日益广泛，如智能物流、自动驾驶、车路协同等。
在物流领域，激光雷达主要应用于类Kiva机器人、AGV、无人叉车等物流移动机器人，起到导航与避障的作用。因此从功能上来看，激光雷达主要有两大类。
1.导航型激光雷达
导航型激光雷达技术门槛相对较高，要求具有一定的精度及角分辨率（指成像系统或系统的一个部件的分辨能力），其主要作用是构建地图，在物流移动机器人行走过程中通过实时扫描周围环境，并与原来生成的地图匹配确定物流移动机器人的位置，帮助机器人按照指定路径行走。导航型雷达通常安装位置较高，如安装于叉车AGV等设备的顶部等，也具备一定的远距离障碍物探测防撞功能，但由于安装位置较高，避障功能有限。
2.避障型（安全防护型）激光雷达
通常安装于物流移动机器人车身四周（如车头两侧），通过与车体联动，当探测到障碍物时，系统可以控制物流移动机器人减速或者停止，从而达到避障等安全防护的目的。此外，此类雷达也可以倾斜安装在导航型雷达下面，其扫描探测区域可以形成斜切面，从而探测具有一定高度的物体。安全避障型雷达的技术门槛总体低于导航型雷达，但其对目标物的识别能力要求比较高。
镭神智能相关负责人补充介绍称，从具体产品类别上来看，又可以分为机械式激光雷达、混合固态激光雷达、纯固态激光雷达等等，目前物流移动机器人领域的主流产品主要是机械式激光雷达和混合固态激光雷达。例如，通常安装于车身四周的激光雷达主要有2D单线机械式激光雷达、多线机械式和混合固态激光雷达两类，其中后两者可以实现无人叉车、AGV、物流移动机器人的3D立体安全防护。
另据兴颂机器人相关负责人表示，激光雷达搜集点云数据（包括点的距离和强度）后，还可以实现SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）导航。不过，由于激光雷达扫描光束受物体遮挡的原因，难以一次扫描获取整个物体的三维点云数据，因此需要从不同的位置和角度对物体进行多次扫描。此外，机械式激光雷达还分为多线激光雷达和单线激光雷达，室内物流移动机器人多采用单线激光雷达，对于室外物流移动机器人，如无人物流车，以及不同厂区间的重型转运AGV多采用多线激光雷达，并与GPS等设备配合使用，满足不同场景需求。