探測(cè)距離,激光雷達(dá)標(biāo)稱(chēng)的較遠(yuǎn)探測(cè)距離一般為150-200m,實(shí)際上距離過(guò)遠(yuǎn)的時(shí)候,采樣的點(diǎn)數(shù)會(huì)明顯變少,測(cè)量距離和激光雷達(dá)的分辨率有著很大的關(guān)系。以激光雷達(dá)的垂直分辨率為0.4°較遠(yuǎn)探測(cè)距離為200m舉例,在經(jīng)過(guò)200m后激光光束2個(gè)點(diǎn)之間的距離為,也就是說(shuō)只能檢測(cè)到高于1.4m的障礙物。如下圖10所示。如果要分辨具體的障礙物類(lèi)型,那么需要采樣點(diǎn)的數(shù)量更多,因此激光雷達(dá)有效的探測(cè)距離可能只有60-70m。增加激光雷達(dá)的探測(cè)距離有2種方法,一是增加物體的反射率,二是增加激光的功率。物體的反射率是固定的,無(wú)法改變,那么就只能增加激光的功率了。但是增加激光的功率會(huì)損傷人眼,只能想辦法增加激光的波長(zhǎng),以避開(kāi)人眼可見(jiàn)光的范圍,這樣可以適當(dāng)增大激光的功率。探測(cè)距離是制約激光雷達(dá)的另一個(gè)障礙,汽車(chē)在高速行駛的過(guò)程中越早發(fā)現(xiàn)障礙物,就越能預(yù)留越多的反應(yīng)時(shí)間,從而避免交通事故。氣象監(jiān)測(cè)時(shí)激光雷達(dá)探測(cè)大氣成分,輔助氣象預(yù)報(bào)工作。甘肅割草機(jī)激光雷達(dá)
激光的誕生,光子入射到物質(zhì)中,以刺激電子從較高能級(jí)過(guò)渡到較低能級(jí),并發(fā)射光子。當(dāng)原子處于某種激發(fā)態(tài)時(shí),有能量合適的光子從該原子附近通過(guò),該原子就會(huì)釋放出一個(gè)具有同樣電勢(shì)能的光子,從而躍遷到低能級(jí)狀態(tài)。入射光子和發(fā)射光子具有相同的波長(zhǎng)和相位,該波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)能級(jí)之間的能量差。一個(gè)光子刺激一個(gè)原子發(fā)射另一個(gè)光子,因此產(chǎn)生兩個(gè)相同的光子,1917年,愛(ài)因斯坦在量子理論的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)嶄新的概念一一受激輻射:即在物質(zhì)與輻射場(chǎng)的相互作用中,構(gòu)成物質(zhì)的原子或分子可以在光子的激勵(lì)下產(chǎn)生光子。河北泰覽Tele-15激光雷達(dá)在夜間和惡劣天氣下,激光雷達(dá)能有效提升車(chē)輛的感知能力。
激光雷達(dá)的市場(chǎng)概況:全球市場(chǎng)概況,激光雷達(dá)過(guò)去用于工業(yè)測(cè)繪、氣象監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域,未來(lái)車(chē)載領(lǐng)域?qū)⒊蔀檩^重要細(xì)分。氣象監(jiān)測(cè)、地形測(cè)繪與車(chē)載、機(jī)器人領(lǐng)域?qū)す饫走_(dá)的技術(shù)要求不同,分屬不同細(xì)分市場(chǎng)。下游需求刺激行業(yè)快速發(fā)展,激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)百億美元。受益于無(wú)人駕駛、高級(jí)輔助駕駛(ADAS)和服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的需求,有望迎來(lái)高速增長(zhǎng)期。據(jù)Velodyne預(yù)測(cè),2022年智能駕駛將占總市場(chǎng)規(guī)模的60.5%,成為激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)較大的增長(zhǎng)極,工業(yè)、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人領(lǐng)域各占比24.4%、8.4%、4.2%。
激光雷達(dá)的應(yīng)用:1測(cè)量測(cè)繪,1、地形測(cè)繪,激光雷達(dá)通過(guò)揭示地面細(xì)微的高程變化來(lái)展示地貌。它較大的優(yōu)勢(shì)在于它是一個(gè)高速“采樣工具”,激光雷達(dá)每秒從空中向地面發(fā)出數(shù)十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)個(gè)脈沖,正是這種密集的點(diǎn)云使我們能夠獲取真實(shí)地貌。2、建筑質(zhì)量控制,使用LiDAR進(jìn)行建筑掃描可以確保建筑與建筑信息模型(BIM)相匹配。將來(lái)自地面掃描的點(diǎn)云與BIM設(shè)計(jì)對(duì)比可保證施工質(zhì)量并按計(jì)劃進(jìn)行,LiDAR較大的優(yōu)勢(shì)是實(shí)時(shí)掃描,能在項(xiàng)目早期發(fā)現(xiàn)缺陷,否則,任何有缺陷的結(jié)構(gòu)返工都會(huì)浪費(fèi)時(shí)間和金錢(qián)。主動(dòng)抗串?dāng)_設(shè)計(jì),使 Mid - 360 在多雷達(dá)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行不干擾。
調(diào)頻連續(xù)波FMCW激光雷達(dá),以三角波調(diào)頻連續(xù)波為例來(lái)介紹其測(cè)距/測(cè)速原理。藍(lán)色為發(fā)射信號(hào)頻率,紅色為接收信號(hào)頻率,發(fā)射的激光束被反復(fù)調(diào)制,信號(hào)頻率不斷變化。激光束擊中障礙物被反射,反射會(huì)影響光的頻率,當(dāng)反射光返回到檢測(cè)器,與發(fā)射時(shí)的頻率相比,就能測(cè)量?jī)煞N頻率之間的差值,與距離成比例,從而計(jì)算出物體的位置信息。FMCW的反射光頻率會(huì)根據(jù)前方移動(dòng)物體的速度而改變,結(jié)合多普勒效應(yīng),即可計(jì)算出目標(biāo)的速度。優(yōu)點(diǎn):每個(gè)像素都有多普勒信息,含速度信息;解決Lidar間串?dāng)_問(wèn)題;不受環(huán)境光影響,探測(cè)靈敏度高;缺點(diǎn):不能探測(cè)切向運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。激光雷達(dá)的維護(hù)簡(jiǎn)單,降低了使用成本。甘肅割草機(jī)激光雷達(dá)
激光雷達(dá)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提高了其在復(fù)雜環(huán)境中的可靠性。甘肅割草機(jī)激光雷達(dá)
MEMS:MEMS激光雷達(dá)通過(guò)“振動(dòng)”調(diào)整激光反射角度,實(shí)現(xiàn)掃描,激光發(fā)射器固定不動(dòng),但很考驗(yàn)接收器的能力,而且壽命同樣是行業(yè)內(nèi)的重大挑戰(zhàn)。支撐振鏡的懸臂梁角度有限,覆蓋面很小,所以需要多個(gè)雷達(dá)進(jìn)行共同拼接才能實(shí)現(xiàn)大視角覆蓋,這就會(huì)在每個(gè)激光雷達(dá)掃描的邊緣出現(xiàn)不均勻的畸變與重疊,不利于算法處理。另外,懸臂梁很細(xì),機(jī)械壽命也有待進(jìn)一步提升。振鏡+轉(zhuǎn)鏡:在轉(zhuǎn)鏡的基礎(chǔ)上加入振鏡,轉(zhuǎn)鏡負(fù)責(zé)橫向,振鏡負(fù)責(zé)縱向,滿足更寬泛的掃射角度,頻率更高價(jià)格相比前兩者更貴,但同樣面臨壽命問(wèn)題。甘肅割草機(jī)激光雷達(dá)