期望空间分辨率的激光雷达扫描算法*

李树青 林靖宇

（广西大学电气工程学院 南宁 530004）

1 引言

近年来，尽管三维激光雷达已经商用，但二维激光雷达由于价格低廉而非常受欢迎并得到了大量的应用［1～3］。在未知复杂环境中进行扫描和三维场景重建［4］时，常常会因为场景中物体尺寸及距离等问题，使得固定角分辨率的普通激光雷达有着无法调和的矛盾。如果选择分辨率较低的激光雷达，由于远距离造成的采样稀疏，必将导致远距离小物体的漏扫描，而且在点云配准时由于重合度不高造成配准精确度的下降［5］。而当选择分辨率较高的激光雷达时，首先，高昂的价格使得其应用范围较窄［6］。其次，近距离物体表面上的扫描点将变得异常稠密，造成了大量的数据冗余，需要进行点云压缩［7～8］。

普通激光雷达的扫描方式都是固定角分辨率，所以普通激光雷达都存在采样不均的问题，因此在远处的物体，其表面相邻采样点的间距会变得稀疏。例如，图1 中，由于距离激光雷达的远近不同，左侧物体被激光雷达扫描的相邻采样点的空间分辨率η1相较右侧物体的空间分辨率η2要小。

图1 激光雷达扫描示意图

2 系统设计和扫描算法

为了解决采样不均问题，首先对现有系统方案进行回顾，再设计适合自身需要的系统，并进行系统分析和算法设计。

2.1 系统设计

为了提高精度和效率，很多研究者使用二维激光雷达和伺服系统来搭建三维激光雷达系统，在大部分方案中，他们的伺服系统都是旋……