激光雷达反光板算法大揭秘

航鑫光电激光雷达技术：精准检测与广泛应用核心算法技术

航鑫光电在激光雷达技术领域深耕，研发出一系列关键算法，以提升检测的精准度与效率。

高反特征提取算法

在激光雷达应用中，高反特征的准确提取是基础且关键的环节。航鑫光电从雷达原始数据入手，依据雷达规格书中不同材料的强度信息，设定合适的阈值来提取高反点。为进一步提高准确性，还会根据目标与雷达的距离动态调整阈值。这种基于距离的阈值设定方式，充分考虑了信号传播过程中的衰减等因素，使得高反特征的提取更加精准，为后续的数据分析和应用提供了可靠的数据基础。

反光板及反光柱聚类算法

该算法依据高反点的连续性进行聚类操作。同时，结合距离和雷达的角度分辨率，精确计算出不同尺寸反光板或反光柱所需的合适点数，将不符合要求的点剔除。这种聚类方式有效提高了数据的有效性和准确性，减少了干扰信息的影响，使得后续的地图构建和定位更加可靠。

反光板地图构建算法

通过将反光板的局部地图与AGV（Automated Guided Vehicle，自动导引车）坐标相结合，得到全局坐标。再将全局坐标与全局地图进行匹配，反算出AGV的真实坐标。利用AGV的真实坐标，又能进一步计算出新添加反光板的全局坐标，从而逐步构建出准确的反光板地图。这种地图构建方式充分利用了AGV的移动特性和反光板的定位信息，实现了地图的动态更新和精确构建。

行业应用场景及优化策略实际建图流程优化

在实际建图过程中，若采用车辆行驶与程序自动建图同步进行的方式，可能会因累积误差导致在真实柱子周围出现多余的点。航鑫光电借鉴slam（Simultaneous Localization and Mapping，同步定位与地图构建）算法中的回环优化思想，暂时采用手动加点的方式。即车辆到达一个位置后，在界面点击添加新点，才记录扫到的反光柱。这种方式有效避免了累积误差的影响，提高了建图的准确性。

定位精度测试

为验证定位精度，航鑫光电采用激光追踪仪测得的位移与反光柱定位的位移进行比较。同时，添加了反光柱坐标的累计求平均功能，进一步测试定位精度。此外，参考万集雷达的上位机建图过程，不断优化自身的建图算法，以提高定位的准确性和稳定性。

其他应用场景

激光雷达在汽车自动驾驶和手机LiDAR Scanner等领域有着广泛的应用。航鑫光电生产的激光雷达标准板、标定白板、雷达校准板、光谱标定板、激光雷达反射板等专用测试板，可用于激光雷达的目标距离校准，使激光雷达能够更精准地判断周围障碍物及其运动轨迹。该测试板常用于激光雷达定标，反射率有10%、50%和90%三个常用值，若定标精度要求较高，还可定制更多的阶梯反射率。此外，它还可应用于飞行时间（TOF，Time of Flight）、手机LiDAR Scanner测试系统、波段范围灵敏度测试等领域。

技术优势及部署要求解决具体问题的策略

在项目实施中，除了使用反光贴和反光板，航鑫光电还引入几何特征板进行定位。这些几何特征板一般在现场预埋，其位置和参数不能随意调整。在场景较大时，会对激光雷达的倾角进行估计，以提高定位的准确性。在导航过程中，由于轮廓导航和反光柱板的精度不一致，在观测切换点处使用滤波器进行平滑过渡，避免下游规划控制模块失调。同时，将相关算法以landmark（地标）的形式融合到cartographer（一种开源的SLAM算法框架）里，并完成特征的id提取，实现了多种技术的融合和协同工作。

部署要求反射材料

航鑫光电推荐使用表面为300%反射面的3M钻石级反光膜，这种反光膜具有较高的反射率，能够有效提高反射效果，增强激光雷达的检测能力。

靶标长度

靶标的长度需根据现场路面颠簸情况和检测距离来决定，通常要大于40cm。对于路面倾角变化大、检测距离长的现场，需适当增加靶标长度，以确保激光雷达能够准确检测到靶标。

靶标尺寸及有效识别距离

反光柱靶标：现有的反光柱直径有63mm、75mm、90mm，对应的有效识别距离分别为8m、9.5m、11m。如需减少反光柱数量，可定制更粗的反光柱，以扩大有效识别距离。反光贴靶标：反光贴宽度为60mm - 150mm，推荐使用100mm宽的反光贴。不同入射角下，100mm宽反光贴的有效识别距离分别为：90°时10m、45°时6m、30°时2m。其他尺寸的反光贴，有效识别距离等比例扩大或缩小。与反光柱靶标一样，选择更宽的反光贴可减少所需个数。

靶标部署要求

两个靶标之间距离要大于500mm，以避免相互干扰。靶标布置不能采用对称方式，需分布在行驶路径两侧，且不得等间距分布，以确保激光雷达能够准确识别靶标。行驶路径全程至少能探测到3个靶标，且激光器到两个靶标之间的夹角大于3°，以保证定位的准确性。靶标的最优部署距离是4 - 8m；现场不满足条件时，要保证在距离雷达15米范围内能获得4个以上满足上述条件的靶标。为在工位处获得更高定位精度，可在工位处部署4 - 6m的反光柱，路径点可适当扩大反光靶标间距，减少使用数量。为减少靶标使用，可适当增加靶标直径或宽度。优先推荐使用反光柱靶标，使用反光贴时适当减少间距。在全部使用反光贴的环境中，要增加反光贴方向的多样性。

现场环境要求

靶标距离货架方向的距离应大于货物堆叠时突出货架的距离，避免大角度下雷达扫描受货物干扰。在玻璃背景、大面积金属背景等高反射率环境中安装靶标，要避免靠近背景面，至少保证1米水平距离。若无法避免，可在靶标安装的背景面上贴反射率较弱的贴纸，如透明磨砂贴纸，以减少背景反射的影响。靶标安装在凹墙面时，距离墙角应大于1m；安装在凸墙面时，金属箍与墙面应成45度角，以确保靶标能够被激光雷达准确检测到。在反射率差异较大的背景面安装靶标，应将靶标安装在距离较强反射率面远端，距离至少1米，以减少反射率差异对检测结果的影响。

航鑫光电LiDAR专用测试板优势

宽波长适用性航鑫光电LiDAR专用测试板可通用于250 - 2500nm的波长范围，常见激光如850nm、905nm、940nm和1550nm等都适用。这种宽波长适用性使得测试板能够满足不同类型激光雷达的测试需求，具有更广泛的应用前景。反射率可选与光谱平坦性反射率从1 - 97%可选，且光谱平坦。这种可选择性和光谱平坦性使得测试板能够根据不同的测试要求进行调整，为激光雷达的定标和测试提供了更多的灵活性和准确性。近完美朗伯特性具有近完美朗伯特性，稳定性好。朗伯特性使得测试板在不同角度下的反射特性更加均匀，能够提供更准确的反射信号，提高了激光雷达的测试精度。附带检测报告附带出厂反射检测仪报告，反射率数据准确，经过权威机构检测。这为用户提供了可靠的质量保证，使得用户能够更加放心地使用测试板。优良漫反射测试效果能让激光雷达标定得到最优的测试效果。其优良的漫反射性能能够模拟真实环境中的反射情况，为激光雷达的校准和测试提供了更加真实和准确的条件。

航鑫光电的激光雷达技术凭借其先进的算法、广泛的应用场景、有效的问题解决策略和严格的部署要求，以及LiDAR专用测试板的诸多优势，在激光雷达检测设备领域展现出了强大的竞争力，为行业的发展提供了有力的技术支持。

航鑫光电漫反射板：反射率1%–99%全系列可定制，850nm/905nm/1064 nm/1550 nm四波段同步校准误差≤±1 %；最大单片2 m×3 m，可无缝拼到4 m×10 m，仍保证朗伯性偏差＜2 %；自带NIM溯源报告，随货发出；涂层支持现场二次喷涂，维护成本＜300元/㎡；已大批量供货给华为、大疆Livox、速腾聚创、广汽埃安等，月产能>1000套。

棋盘/条形/阶梯多反射率一次成型，最大3m×3m整板无拼接；基板厚度1–10 mm可选，碳纤维空心结构5 kg/㎡，适合车载便携或无人机挂载；提供ROS/Autoware即用标定包（板+靶架+角度仪），高校与自动驾驶团队采用率高。

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