一、重要参数

雷达主体由激光测距模组和电机构成，雷达主体需要连接转接板，用于实现外部供电和UART转USB。以ydlidar-x4激光雷达为例。ydlidar-x4激光雷达正是一款极低成本的2D激光雷达，作为学习性能足够用了。

测距频率：指每秒钟测距的次数（即激光测距模组的采样率），测距频率默认为5KHz；

扫描频率：扫描频率越高，电机转动一圈的时间约短，扫描获取1帧雷达数据的时间越短，这样可以使SLAM建图和避障导航实时性更好。

测距范围：小于测距范围最小值的区域就是雷达的测量盲区，处于盲区中的障碍物无法被探测，所以，盲区当然是越小越好以保证机器人不发生碰撞；大于测距范围最大值的区域就是雷达超量程的区域，在超量程的区域的障碍物无法被探测或者可以探测但误差很大，所以，在比较开阔的环境下应该采用远距离量程的雷达。

扫描角度：大部分雷达都是0~360度全方位扫描的，所以就没什么太大的区别了，其实就是机器人不用转动身体的情况下就能一次性扫描出四周的障碍物信息。

测距分辨率：测距分辨率也就是测距精度，测距精度越高当然有利于SLAM建图和避障导航，但是测距精度越越高的雷达成本当然也越高，现在国产低成本的雷达普遍为厘米级（cm）的精度，差一点的雷达5cm左右的精度，稍微好一点的雷达2cm左右的精度，如果要达到毫米级（mm）的精度成本就非常高了。

角度分辨率：角度分辨率决定了两个相邻点云之间的夹角，由于雷达是通过旋转进行扫描的，随着距离增加点云会越来越稀疏。如果角度分辨率比较低，在扫描远距离物理时只能得到非常稀疏的几个点云，这样的点云基本上没有什么用处了。

角度分辨率 = 360 /（测距频率 / 扫描频率）

从上面的角度分辨率计算公式来看，一般测距频率为常数值（由激光模组特性决定），那么通过降低扫描频率可以提升角度分辨率，但同时扫描频率降低会影响雷达的实时性，所以这是一个权衡的过程，根据实际情况做选择。

二、工作原理

激光雷达之所以流行，得益于它能够精确的测距。主流的激光雷达基于两种原理：一种是三角测距法，另一种是飞行时间（TOF）测距法。

三角测距原理：激光器发射一束激光，被物体A反射后，照射到图像传感器的A’，这样就形成了一个三角形，通过解算可以求出物体A到激光器的距离。激光束被不同距离的物体反射后，形成不同的三角形。我们不难发现随物体距离不断变远，反射激光在图像传感器上的位置变化会越来越小，也就是越来越难以分辨。这正是三角测距的一大缺点，物体距离越远，测距误差越大。

飞行时间（TOF）测距原理：激光器发出激光时，计时器开始计时，接收器接收到反射回来的激光时，计时器停止计时，得到激光传播的时间后，通过光速一定这个条件，很容易计算出激光器到障碍物的距离。由于光速传播太快了，要获取精确的传播时间太难了。所以这种激光雷达自然而然成本也会高很多，但是测距精度很高。

三、方向判断

四、应用

参考：https://cloud.tencent.com/developer/news/215695

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传感器研究NO2.激光雷达

一、重要参数

二、工作原理

三、方向判断

四、应用

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