隨著激光雷達技術的普及，得益于其精確的距離分辨率和高角度分辨率，可獲取更豐富的輪廓信息，在自動化碼頭、礦場、工程車輛及機器人自動駕駛、交通監(jiān)控、安防等諸多領域，已經(jīng)成為環(huán)境感知及安全防護的不可或缺的技術手段。

同時，在實驗室走向真實應用場景的過程中，市場所要求的是能全天候長時間可靠工作的產(chǎn)品，而不是只能在特定環(huán)境下演示功能的原型機。

室外常見的干擾因素如雨、霧、雪、粉塵、高低溫、強光等，成為激光雷達的投入實際應用的挑戰(zhàn)。

作為激光雷達市場的先行者，西克早在1993年即推出了第一款安全型激光雷達PLS，1996年上市了第一代可以用于室外環(huán)境的激光雷達LMS2系列。基于全球大量的成功應用，西克深刻的理解室外環(huán)境對于激光雷達應用的挑戰(zhàn)，并且開發(fā)了一系列創(chuàng)新的技術用于提升激光雷達在室外惡劣環(huán)境的可靠性及穩(wěn)定性。

多次回波（Multi-Echo）

SICK室外系列激光雷達（LMS111，LMS511，MRS1000，LD-MRS等)，采用了多次回波技術。

典型的脈沖式TOF工作原理：激光雷達發(fā)出一束激光脈沖，當發(fā)射的激光被物體反射回接收器，通過發(fā)射和接收的時間差，即可計算出物體的距離。

• 單次回波： 接收器只要收到強度達到觸發(fā)閾值的回波信號，即認為檢測到物體并計算輸出距離值。該方式缺陷在于，如果在掃描器和被測物之間有其它部分透光的物質(zhì)，比如在室外環(huán)境中常見的雨雪塵等，部分的激光能量就會提前反射回來，只要達到觸發(fā)閾值就會被認為是被測物而導致測量的錯誤。

• 多次回波：在單次回波的基礎上，激光接收單元對返回的激光波形利用內(nèi)置的高速電路進行采樣分析，外界干擾的回波和有效被測物回波在波形及時間分布上會有不同的特征，由此可準確識別出真正的被測物的信號。

多次回波優(yōu)勢：該技術的應用，使激光測量穿透玻璃、雨霧、粉塵等成為可能，從而保證了在惡劣的戶外環(huán)境下可靠檢測。

顆粒物（雨、雪、粉塵）及霧氣過濾器

針對室外工況最常見的干擾，SICK激光雷達對應開發(fā)了顆粒物及霧氣干擾算法。大大增強了在相應室外環(huán)境下的工作穩(wěn)定性。

前鏡污染報警（Contamination Monitor）

對于高污染的應用場景（比如礦場），當激光雷達前鏡的污染累積到一定程度，需要激光雷達有自我檢測功能。

LMS系列激光雷達，通過內(nèi)置的光電接收單元，可以實現(xiàn)對前鏡透光率的實時監(jiān)控。同時可以在軟件中設置報警閾值，當透光率低于一定值時，激光雷達可以通過指令及開關量的方式通知上位機。

合理的激光光斑尺寸

激光雷達所發(fā)射的激光束，其激光擴散度由光學部件控制。理論上激光光斑越小能測量的物體尺寸越小。但在室外應用環(huán)境中，過小的激光點極易受到室外雨滴及雪花等環(huán)境因素的干擾。SICK的激光雷達，基于理論計算及過往的豐富工程經(jīng)驗，在測量精度及室外穩(wěn)定性上達到了最優(yōu)化的選擇。

寬工作溫度范圍及高防護等級

所有SICK室外型激光雷達，工作溫度都至少達到了零下30度到零上50度的范圍。部分產(chǎn)品（LMS511 Heavy Duty， LMS141，LD-MRS）可以達到–40 °C到 +60 °C。

防護等級設計為IP67, LD-MRS甚至可以達到IP69K。

并且所有的產(chǎn)品出廠前都經(jīng)過完善的高低溫及防水防塵測試，確保產(chǎn)品在實際室外環(huán)境中的可靠性能。

案例：由中國自主研發(fā)的長航程極地漫游機器人順利通過在南極的“身體素質(zhì)”測驗，在內(nèi)陸冰蓋地區(qū)完成了30公里的自主行走。這是中國機器人首次在南極冰蓋實現(xiàn)自主行走。該機器人所有激光雷達即為SICK LMS511。

室外環(huán)境測試及驗證

為了確保室外型傳感器的在各類實際應用中的穩(wěn)定性及可靠性，SICK AG投資創(chuàng)建了室外技術中心（Outdoor Technology Center），用于模擬如港口、交通、安防、礦業(yè)、工業(yè)車輛等各類應用場景。

西克的激光雷達產(chǎn)品、基于高可靠性的軟硬件設計、全球大量應用場景的經(jīng)驗積累、嚴謹全面的生產(chǎn)檢測手段，為所有需要實現(xiàn)真正室外應用的客戶提供業(yè)界最高標準的產(chǎn)品及服務。