Как подобрать роботу зрение: лидар
Современные роботы полагаются в первую очередь на визуальное восприятие. Камеры и лидары - это не просто устройства, а модальности, способные дать машине картографию мира в реальном времени. Правильный выбор параметров этих сенсоров напрямую влияет на эффективность алгоритмов и, как следствие, на результат работы робота.
Я уже писал про камеры в этом посте.
Для выбора лидара я предлагаю метод критериальной оценки TOPSIS.
1️⃣ Критерии и их сокращение:
(R) Эффективная дальность (м). Большая дальность → лучшее покрытие.
(V) Вертикальное поле зрения (град). Больше поле зрения → меньше слепых зон.
**(H) Горизонтальное поле зрения **(град). Мобильному роботу предпочтительно 360°.
(S) Скорость сканирования (fps). Выше скорость → меньше время реакции.
(Res) Среднее угловое разрешение (град). Меньше значение → выше разрешение.
(Vol) Физический объем (м³). Меньше объем → проще установка.
(C) Цена покупки ($). Низкая стоимость → улучшает PnL.
(A) Безопасность для глаз (bool). 1550 нм → безопасно.
Подбираем веса: R(0.2) + V(0.15) + H(0.1) + S(0.1) + Res(0.15) + Vol(0.1) +C(0.15) + A(0.05) = 1.
2️⃣ Проанализируем доступный рынок:
Model | R | V | H | S | Res | Vol | C | A
Velodyne VLP 32 | 200 | 40 | 360 | 20 | 0.29 | 1.81×10⁻⁴ | 10 000 | 0
Hesai Pandar 40P | 200 | 40 | 360 | 20 | 0.32 | 2.72×10⁻⁴ | 10 000 | 0
Ouster OS 2 (128 B) | 200 | 22 | 360 | 20 | 0.525 | 2.38×10⁻⁴ | 10 000 | 0
RS Ruby Plus (128 B) | 240 | 40 | 360 | 20 | 0.175 | 3.20×10⁻⁴ | 10 000 | 1
Leishen CX 32 | 150 | 31 | 360 | 20 | 1.11 | 2.64×10⁻⁴ | 3 325 | 0
Innoviz 2 | 300 | 40 | 120 | 20 | 0.05 | 1.05×10⁻³ | 10 000 | 1
Livox HAP | 150 | 25 | 120 | 10 | 0.205 | 1.30×10⁻⁴ | 1 599 | 1
Vision Plus | 100 | 12 | 107 | 20 | 0.25 | 1.25×10⁻⁴ | 10 000 | 0
3️⃣ Нормализуем полученную таблицу значений по формуле:
Nij = xij / sqrt( ∑i (xij) )
4️⃣ Домножим на значения веса каждого параметра.
Рассчитаем дистанцию до идеального и худшего варианта:
D+(i) = sqrt( ∑j( weight(j) * (Nij - Pj) )^2
D-(i) = sqrt( ∑j( weight(j) * (Nij - Nj) )^2
5️⃣ Подсчитаем самый близкий к идеальному вариант
СС(i) = D-(i) / ( D+(i) + D-(i) )
Получаем победителей:
Model | CC | Rank
Innoviz 2 | 0.84 | 1
RS Ruby Plus | 0.80 | 2
VLP 32 | 0.73 | 3
Pandar 40P | 0.71 | 4
OS 2 | 0.68 | 5
Leishen CX 32 | 0.66 | 6
Livox HAP | 0.64 | 7
Vision Plus | 0.60 | 8
ℹ️ Подведём итог
- Если единственным ограничением является бюджет - выбирайте 360° с максимальной дальностью и разрешением: Innoviz-2 (максимальная дальность и разрешение, но высокая стоимость) или RS-Ruby-Plus (немного меньшая дальность, но всё равно отличная производительность, безопасный для глаз).
- Если нужно уложиться в жёсткий ценовой потолок (≤ 5000 USD), лучшим вариантом будет Leishen CX-32 (хороший радиус действия, приличный угол обзора и единственная дешёвая модель).
- Если вы можете работать с меньшим вертикальным углом (≈ 20-25°), Livox HAP - отличный вариант: безопасность для глаз на 1550 нм и высокое разрешение при относительно низкой стоимости, хотя радиус действия и горизонтальное покрытие ограничены.
Как думаете, какие ещё параметры важны? См. также пост про камеры и модальности.