机械式激光雷达,工作原理,发射和接收模块被电机电动进行360度旋转。在竖直方向上排布多组激光线束,发射模块以一定频率发射激光线,通过不断旋转发射头实现动态扫描。优劣势分析,优势:机械式激光雷达作为较早装车的产品,技术已经比较成熟,因为其是由电机控制旋转,所以可以长时间内保持转速稳定,每次扫描的速度都是线性的。并且由于『站得高』,机械式激光雷达可以对周围环境进行精度够高并且清晰稳定的360度环境重构。劣势:虽然技术成熟,但因为其内部的激光收发模组线束多,并且需要复杂的人工调整,制造周期长,所以成本并不低,并且可靠性差,导致可量产性不高。其次,机械式激光雷达体积过大,消费者接受度不高。然后,它的寿命大约在1000h~3000h,而汽车厂商的要求是至少13000h,这也决定了其很难走向C端市场。激光雷达的实时性使其成为智能交通系统的重要组成部分。上海工业激光雷达制造
激光雷达能够准确输出障碍物的大小和距离,通过算法对点云数据的处理可以输出障碍物的3D框,如:3D行人检测、3D车辆检测等;亦可进行车道线检测、场景分割等任务。除了障碍物感知,激光雷达还可以用来制作高精度地图。地图采集过程中,激光雷达每隔一小段时间输出一帧点云数据,这些点云数据包含环境的准确三维信息,通过把这些点云数据做拼接,就可以得到该区域的高精度地图。在定位方面,智能车在行驶过程中利用当前激光雷达采集的点云数据帧和高精度地图做匹配,可以获取智能车的位置。四川安防激光雷达激光雷达的高精度测量能力使其在体育训练中受到欢迎。
全固态激光雷达。顾名思义此激光雷达没有任何机械摆动结构,自然也没有旋转。将机械化的激光雷达芯片化,体型更小、性能更好、寿命更可靠,但逃脱不了摩尔定律的轨道,目前有两种方式。1. 光学相控阵式(OPA)固态激光雷达,OPA固态激光雷达完全没有摆动固件,利用多个光源组成阵列,合成特定方向的光束,实现对不同方向的扫描。具有扫描速度快、精度高、可控性好、体积小(Quanergy激光雷达只有90x60x60mm)等优点,缺点是易形成旁瓣,影响光束作用距离和角分辨率,同时生产难度高。2.Flash固态激光雷达,Flash固态激光雷达,也可以说是非扫描式,它可以在短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光,利用光阵构建图像,就像是照相机,快速记录整个场景,减少了没有了转动与镜片磨损,相对更为稳定,不过缺陷也很明显,比如探测距离较近,对处理器要求较高,相对应成本也高。
紧接着,一个激光雷达如果能在同一个空间内,按照设定好的角度发射多条激光,就能得到多条基于障碍物的反射信号。再配合时间范围、激光的扫描角度、GPS 位置和 INS 信息,经过数据处理后,这些信息配合x,y,z坐标,就会成为具有距离信息、空间位置信息等的三维立体信号,再基于软件算法组合起来,系统就可以得到线、面、体等各种相关参数,以此建立三维点云图,绘制出环境地图,就能变成汽车的“眼睛”。激光雷达是由激光发射单元和激光接收单元组成,发射单元的工作方式是向外发射激光束层,层数越多,精度也越高(如下图所示),不过这也意味着传感器尺寸越大。发射单元将激光发射出去后,当激光遇到障碍物会反射,从而被接收器接收,接收器根据每束激光发射和返回的时间,创建一组点云,高质量的激光雷达,每秒较多可以发出200多束激光。激光雷达在医疗领域被用于人体三维扫描和诊断。
LiDAR的结构。激光雷达主要包括激光发射、接收、扫描器、透镜天线和信号处理电路组成。激光发射部分主要有两种,一种是激光二极管,通常有硅和砷化镓两种基底材料,再有一种就是目前非常火热的垂直腔面发射(VCSEL)(比如 iPhone 上的 LiDAR),VCSEL 的优点是价格低廉,体积极小,功耗极低,缺点是有效距离比较短,需要多级放大才能达到车用的有效距离。激光雷达主要应用了激光测距的原理,而如何制造合适的结构使得传感器能向多个方向发射激光束,如何测量激光往返的时间,这便区分出了不同的激光雷达的结构。激光雷达在航空测量中提供了高精度的地理数据。安徽觅道Mid-360激光雷达哪家好
激光雷达的抗干扰能力强,保证了数据的准确性。上海工业激光雷达制造
有几个原因:我们这里说的激光雷达,是指 TOF 激光雷达,TOF 测距,靠的是 TDC 电路提供计时,用光速乘以单向时间得到距离,但限于成本,TDC 一般由 FPGA 的进位链实现,本质上是对一个低频的晶振信号做差值,实现高频的计数。所以,测距的精度,强烈依赖于这个晶振的精度。而晶振随着时间的推移,存在累计误差;距离越远,接收信号越弱,雷达自身的寻峰算法越难以定位到较佳接收时刻,这也造成了精度的劣化;而由于激光雷达检测障碍物的有效距离和较小垂直分辨率有关系,也就是说角度分辨率越小,则检测的效果越好。如果两个激光光束之间的角度为 0.4°,那么当探测距离为 200m 的时候,两个激光光束之间的距离为200m*tan0.4°≈1.4m。也就是说在 200m 之后,只能检测到高于 1.4m 的障碍物了。如果需要知道障碍物的类型,那么需要采用的点数就需要更多,距离越远,激光雷达采样的点数就越少,可以很直接的知道,距离越远,点数越少,就越难以识别准确的障碍物类型。上海工业激光雷达制造