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把Livox Mid-360(简称Mid-360)从室内搬到户外应用时,会遇到一批室内不常出现的影响因素:强烈的阳光直射、远距离的低反射物体、复杂的地表反射、以及天气变化。很多在室内测试正常的Mid-360,到了户外可能出现测距距离缩短、低反射物体测不到、点云噪声增多等问题。要判断Mid-360在户外场景是否够用,需要通过针对性的性能测试,重点考察强光环境下的表现、以及低反射物体的测距稳定性。这篇文章就从户外性能测试的角度,拆解强光、低反射物体这些因素对Mid-360测距的影响,以及如何测试和评估它的户外测距稳定性。

户外环境和室内有哪些不同

要设计Mid-360的户外性能测试,先要理解户外环境和室内环境对激光雷达影响的差异,这些差异决定了测试要关注什么。

户外和室内的第一个差异是光照。户外有强烈的阳光直射,阳光里也包含近红外波段的光,强阳光会作为背景光进入激光雷达的接收器,可能干扰回波信号的检测。室内一般没有这么强的环境光干扰。

第二个差异是目标和距离。户外场景距离远,目标包括远距离的建筑物、车辆、树木、行人,很多目标表面反射率低(深色车辆、黑色物体),反射信号弱,测距难度大。室内目标相对近、反射率相对高。

第三个差异是环境的复杂和变化。户外有复杂的地表、动态的车辆行人、以及雨雾等天气变化,点云里的噪声和干扰更多。这些差异综合起来,让户外成为Mid-360测距性能的严峻考验,需要通过测试摸清它在户外的真实能力。

理解这几个差异,户外性能测试的重点就明确了:重点测强光下的测距稳定性、低反射物体的探测能力、以及远距离的测距表现。

强光环境对测距的影响与测试

强光是户外影响激光雷达的一个主要因素,需要专门测试它在强光下的测距表现。

强光影响测距的原理,是阳光里的近红外光会作为背景噪声进入接收器,与目标反射的回波信号叠加,降低回波的信噪比。目标反射信号越弱(低反射目标)、或者目标越远(回波越弱),强光背景的干扰越明显,可能导致测距距离缩短、或者测不到弱目标。强光直射镜头时,还可能形成杂散光、增加点云噪声。

测试强光影响的方法,是在阳光强烈的时段(比如正午),对已知距离、已知反射率的目标进行测距测试:测量Mid-360在强光下能测到的最远距离、以及测距的稳定性,对比强光和弱光(阴天、傍晚)条件下的表现差异。测试时,把目标放在不同距离,观察Mid-360是否能稳定测到、测距值是否准确、点云噪声是否增大。通过强光条件下的实测,能判断Mid-360在户外强光下的测距能力边界。

理解强光的影响,就能在户外应用时,对Mid-360在强光下的测距范围有合理预期,必要时通过调整目标选择、探测参数来适应。

低反射物体的测距稳定性与测试

低反射物体是户外测距的另一个难点,需要专门测试Mid-360对这类目标的探测能力。

低反射物体(深色车辆、黑色物体、部分材质表面)对激光的反射率低,反射回来的信号弱,测距困难。测距距离随目标反射率变化是激光雷达的普遍规律,低反射目标能测到的距离比高反射目标短。户外场景里,深色车辆、深色衣物的人这类低反射目标常见,如果测不到或测不准,会直接影响避障和感知安全。

测试低反射物体测距的方法,是准备不同反射率的测试目标(高反射、中反射、低反射),分别放在不同距离,测量Mid-360对各目标的测距结果:测距是否稳定、能测到多远的距离、低反射目标在什么距离开始测不到或测不准。通过对比不同反射率目标的测距表现,能明确Mid-360在户外对低反射物体的实际探测能力,为应用时的安全距离、感知范围设定提供依据。

理解低反射物体的测距局限,就能在户外应用时,对低反射目标的感知范围有合理预期,必要时通过多传感器互补、或者调整探测策略来保障感知安全。

户外测距稳定性的评估与落地考虑

综合强光、低反射等因素,评估Mid-360的户外测距稳定性,并把它落到实际应用里,有几个方面要考虑。

评估方面,要建立一套系统的户外测试方法:在不同光照条件(强光、弱光)、不同天气(晴天、阴天)、不同目标反射率、不同距离下,分别测试Mid-360的测距结果,记录测距的准确性、稳定性、以及测距范围的变化。通过多维度的测试数据,建立Mid-360在户外的测距能力画像,明确它在各种条件下的可靠测距范围。

落地方面,要根据测试结果,合理设定户外应用中的感知范围和感知策略。对测距稳定、可靠性高的范围,可以作为主要的感知依据;对强光下、低反射目标这些测距受限的情况,要适当缩小依赖距离、降低速度、或者补充其他传感器(视觉、毫米波雷达)来弥补,保证户外感知的安全性。同时,户外环境复杂,点云噪声多,预处理(滤波、降采样)要针对户外特点调整,提升点云的干净程度。

整体来看,Mid-360在户外场景的测距性能,会受到强光、低反射物体、远距离、复杂环境等因素的影响,需要系统测试来摸清它的真实能力。强光通过阳光背景光降低回波信噪比、影响测距;低反射物体因反射信号弱而测距距离短,都需要针对性的测试来评估。评估时要建立覆盖不同光照、天气、反射率、距离的系统测试,明确可靠测距范围;落地时结合测试结果设定合理感知范围、通过多传感器互补保障安全。理解了这些,就能在户外应用时对Mid-360的测距稳定性有准确预期,合理规划它的使用。

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