lidar，全稱light detection and ranging，即雷射檢測和測距，通常稱為雷射雷達。其功能是利用雷射檢測物體以及測量與物體之間的距離。
不同的分類標準，有不同的分類結果。通常有兩類分類標準，按照線束可分為兩類：一是單線雷射雷達，二是多線雷射雷達。單線雷射雷達的資料可以看做是一定高度的一排點陣，多線雷射雷達的資料報含高度資訊，可以看做是乙個面。按照機械性質又可分為機械雷射雷達和固態雷射雷達，目前主流市場以機械雷射雷達為主。
機械雷射雷達原理可以簡化理解為乙個發射器，乙個接收器和乙個旋轉鏡面，發射器週期向旋轉鏡面發射光束，由鏡面折射出去，此光束經過障礙物反射後，由接收器接收，統計時間，然後根據光速，計算距離。鏡面不停旋轉，鏡面旋轉一周，相當於雷射雷達掃瞄一周，可以獲取一幀雷射雷達資料。
雷射雷達的直接輸出主要包含兩部分：一是距離點，代表物體與雷射雷達之間的距離；二是反射強度，不同的物體其反射強度不同，在特定場景下，利用反射強度，可以識別物體，例如車道線檢測。
雷射雷達與imu和gps在作用上有乙個顯著差異點，imu與gps測量自身資訊，雷射雷達測量的是環境資訊，並可以根據環境資訊，反推自身資訊。在自動駕駛或者機械人領域，測量自身資訊，在稱之為定位，測量環境資訊，稱之為感知，建圖本質上屬於感知。
在機械人和自動駕駛領域，基於雷射雷達的方案比較成熟，這與其優勢的資料特性有關。具體如下：
測量資訊比較多：物體三維資訊，包括位置和速度，形狀，材料等。
不受光線影響：這點決定其可以全天候工作。其缺陷是易受天氣影響，還有一點是相對於其他感測器，雷射雷達成本比較高，不利於產品商業化量產，不過近幾年，隨著雷射雷達技術的發展，其成本也逐漸降低。
1. sensor_msgs/laserscan
sensor_msgs/laserscan是雷射雷達基本資料型別，其所描述的是一次掃瞄的資料，包括掃瞄角度、時間以及掃瞄距離等，執行以下命令：
rosmsg show sensor_msgs/laserscanheader項同前文gps(ros感測器之gps簡介)，angle_min掃瞄起始角度，angle_max掃瞄結束角度，angle_increment兩次掃瞄間隔的角度，time_increment兩次掃瞄的時間間隔，scan_time此幀資料產生的時間，機械雷射雷達資料點，是由旋轉掃瞄產生，所以同一幀的每個點產生的時間都不一樣，scan_time要表示整幀資料的時間，一般取第一幀和最後一幀的平均時間，或者使用gps時間，這個後續再詳細介紹。range_min最小有效距離，range_max最大有效距離，ranges所有掃瞄點的距離，intensities所有掃瞄點的反射強度。
2. sensor_msgs/pointcloud2
sensor_msgs/pointcloud2代表點雲資料，pcl是點雲庫，專門處理點雲資料，通過將sensor_msgs/laserscan格式先轉化為sensor_msgs/pointcloud2格式，然後可以呼叫pcl演算法，處理資料。執行以下命令：
rosmsg show sensor_msgs/pointcloud2header項同前文gps(ros感測器之gps簡介)，height表示高度，width表示寬度，可以把一幀點雲資料看成影象資料，乙個點對應乙個畫素，寬和高也與之對應。is_bigendian資料儲存是否按照小端儲存，point_step表示乙個點所佔的位元組數，row_step表示一行點所佔的位元組數，is_dense表示資料是否有效，data實際儲存點雲資料，fields表示每乙個點雲所包含的格式，可以按照fields區域把點雲資料解析出來。以下是雷射雷達velodyne的一幀點雲資料，我們以此進一步說明此結構
header代表本幀時間戳、序列號，frame_id設定為velodyne；height為1，width為55823，所以此幀點雲數：height×width=1×55823=55823，point_step為32，代表乙個點佔32位元組，row_step為1786336，此資料代表一行所佔的位元組數：point_step×width=32×55823=1786336；此幀總的自己數：row_step×height=1786336×1=1786336，fields表示乙個點的結構，x、y、z代表三維座標，intensity代表反射強度，ring表示圈的序列號。fields中name代表field name，offset代表乙個點結構內的起始位址，datatype代表field資料型別，count代表field的個數。早期還有乙個結構：sensor_msgs/pointcloud，也是表示點雲資料，目前已經淘汰。
ROS使用Xsens感測器
xsens感測器廣泛應用於機械人，在 機械人姿態量測或slam中重要的器件。本篇文章主要講述xsens感測器在ros下的使用。筆者使用的xsens型號為mti 30。首先安裝xsens的驅動 hydro 版本。在功能包下的src資料夾下建立cpp檔案 工作空間與功能包建立請參考博文 ros節點訂閱與...
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Xsens MTi感測器 ROS下配置
主要介紹ubuntu下對xsense公司mti系列慣性測量單元的配置並實現在ros下使用。robots robots ubuntu1604 downloads tar zxvf mtmanager linux x version.tar.gz在解壓縮的資料夾中，先進行安裝 sudo mtsdk li...