览沃livox_大疆览沃浩界(Livox Horizon)激光雷达测评
測評人 - 董小胖
Livox Horizon(覽沃浩界)介紹
Livox Horizon(覽沃浩界)是大疆專為L3/L4自動駕駛打造的一款激光雷達。
與傳統的采用機械旋轉結構的激光雷達不同,浩界采用的是非重復式掃描方式。傳統的機械激光雷達,通過電機帶動整個激光頭做圓周運動,其掃描方式通常呈360度線式掃描。這種掃描方式帶來的后果是,線與線之間總會有間隙,線不夠密集的情況下,存在漏檢物體的可能性。而非重復式掃描的激光雷達,隨著積分時間增大,點云視場覆蓋率會持續增大,直至視場覆蓋率接近100%。當然,與傳統機械激光雷達相比,浩界的FOV較小且視場覆蓋率取決于積分時間。
浩界(Horizon)主要參數如下:
浩界(Horizon)點云分布:
積分時間與視場覆蓋率:
下圖是不同積分時間下 浩界(Horizon) 的視場覆蓋率,和當前市場上常見的幾款多線機械旋轉式激光探測測距儀的對比。
接下來進入到開箱環節,我們先來看看包含哪些配件。
主要有:浩界(Horizon)x1、電源轉接插座2.0x1、Horizon快速入門指南x1、電源線x2、同步信號線x2、其他螺絲等小配件若干。雷達正面(接近1.2kg的重量拿在手上挺沉的,不適合重量敏感的小軸距無人機,不過,這款主要還是給自動駕駛設計的,對重量敏感的應用場景可以考慮覓道MD-40或者覓道MD-70。)
主動散熱模塊(可拆卸部分。拆卸后用戶需要自行設計散熱通道,保證外殼溫度低于 85°C,超溫后 Horizon 會進入錯誤狀態并停止工作,重啟可恢復。
電源接口:連接至外部電源。電源轉接插座2.0的工作電壓為 9-30V。
以太網線接口:連接至以太網線。使用標準 RJ45 以太網接口。
同步信號線接口:連接至同步信號線。
激光探測測距儀連接頭接口:連接激光探測測距儀激光雷達連接頭。
準備測試
我采用的是乞丐版數據采集平臺,主要有:40塊錢買的小車、Horizon、Nvidai TX1、電源模塊、電池、顯示屏等。
實時點云
室外環境
室外環境
室內停車場環境
室內停車場環境
Livox Horizon雷達點云數據
livox_horizon_loam是覽沃官網開源的一款軟件包,主要應用于低速(~5km/h)感知場景下的應用,通過點云的幀間匹配實現激光雷達的位姿估計,實現了激光里程計(Lidar Odometry)和建圖(Mapping)。livox_horizon_loam是基于LOAM(Lidar Odometry and Mapping in Real-time),與現在主流的激光雷達開源算法LeGO-LOAM、LIO-SAM等相比,沒有回環檢測和后端優化。
livox_horizon_loam算法的核心主要在于兩個部分:特征提取(Lidar Registration)和里程計解算(Odometry and Mapping)。核心思想與LOAM是完全一致的。
詳見:
https://github.com/Livox-SDK/livox_horizon_loam.git
附上測試視頻以供大家參考:
關于Livox Horizon LOAM的測試說明:
測試平臺的移動速度是成年人的正常行走速度。TX2主要用來記錄雷達的數據,建圖是在筆記本電腦上完成的(隨著地圖的增長,TX2的內存吃不消)。由于沒有例如RTK GPS等比較準確的真值軌跡做對比,沒法對定位精度做一個定量分析(后期有機會我會公布相關測試結果)。雖然Livox Horizon內置了BMI088 IMU,不過我并沒有用IMU數據,上面兩個數據都是純激光完成的。
總體來說,效果還是不錯的,目前發現的主要問題是Z軸的漂移,當然之前也說過,LOAM是沒有回環檢測和后端優化的。(后期有機會我將和LeGO-LOAM做對比并公布相關結果。
由于時間有限,這次測評比較初級,后期有機會我將持續更新分享我做的一些工作,比如:(1)對雷達、RTK GPS、IMU、磁羅盤和相機的融合。(2)對比測試更現代化一些的激光雷達算法,如LeGO-LOAM等。(3)建圖部分使用Octomap、Voxblox等,以便于嵌入式設備運行的SLAM。
關于Livox雷達行業應用的思考:
(1)Livox還是有很多優點,如隨著積分時間增大,視場角的覆蓋率也會增大,機械結構更可靠、價格更親民等。不過,Livox的價格是最大的優勢,所有商業化最后不得不面對價格這一道坎。64線、128線的激光好不好?好,這是肯定的。但動輒幾十萬的價格,對于很多應用場景都是接受不了的。
(2)當然Livox也有明顯的缺點,例如單個雷達的FOV較小,市場的覆蓋率取決于積分時間等。不過,我認為拋開應用場景來談雷達是不合適的。比如,以我拙見,Livox在無人機測繪領域優勢還是比較明顯的。
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總結
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