激光雷達(dá)的工作原理:對(duì)人畜無(wú)害的紅外光束Light Pluses發(fā)射、反射和接收來(lái)探測(cè)物體。能探測(cè)的對(duì)象:白天或黑夜下的特定物體與車之間的距離。甚至由于反射度的不同,車道線和路面也是可以區(qū)分開來(lái)的。哪些物體無(wú)法探測(cè):光束無(wú)法探測(cè)到被遮擋的物體。車用激光雷達(dá)工作原理就是蝙蝠測(cè)距用的回波時(shí)間(Time of Flight,縮寫為TOF)測(cè)量方法。分析目標(biāo)物體表面的反射能量大小、反射波譜的幅度、頻率和相位等信息,輸出點(diǎn)云,從而呈現(xiàn)出目標(biāo)物精確的三維結(jié)構(gòu)信息。Mid - 360 水平 360°、垂直 59° 視場(chǎng)角,提供點(diǎn)云數(shù)據(jù)輔助決策。深圳毫米波激光雷達(dá)
激光雷達(dá)結(jié)構(gòu),激光雷達(dá)的關(guān)鍵部件按照信號(hào)處理的信號(hào)鏈包括控制硬件DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)、激光驅(qū)動(dòng)、激光發(fā)射發(fā)光二極管、發(fā)射光學(xué)鏡頭、接收光學(xué)鏡頭、APD(雪崩光學(xué)二極管)、TIA(可變跨導(dǎo)放大器)和探測(cè)器,如下圖所示。其中除了發(fā)射和接收光學(xué)鏡頭外,都是電子部件。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速演進(jìn),性能逐步提升的同時(shí)成本迅速降低。但是光學(xué)組件和旋轉(zhuǎn)機(jī)械則占具了激光雷達(dá)的大部分成本。激光雷達(dá)的種類,把激光雷達(dá)按照掃描方式來(lái)分類,目前有機(jī)械式激光雷達(dá)、半固態(tài)激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)三大類。其中機(jī)械式激光雷達(dá)較為常用,固態(tài)激光雷達(dá)為未來(lái)業(yè)界大力發(fā)展方向,半固態(tài)激光雷達(dá)是機(jī)械式和純固態(tài)式的折中方案,屬于目前階段量產(chǎn)裝車的主力軍。山西高精度激光雷達(dá)在夜間和惡劣天氣下,激光雷達(dá)能有效提升車輛的感知能力。
激光雷達(dá)的FOV,F(xiàn)OV指激光雷達(dá)能夠探測(cè)到的視場(chǎng)范圍,可以從垂直和水平兩個(gè)維度以角度來(lái)衡量范圍大小,下圖比較形象的展示了激光雷達(dá)FOV范圍,之所以要提到FOV是因?yàn)楹竺娌煌募夹g(shù)路線基本都是為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)FOV區(qū)域內(nèi)探測(cè)。垂直FOV:常見的車載激光雷達(dá)通常在25°,形狀呈扇形;水平FOV:常見的機(jī)械式激光雷達(dá)可以達(dá)到360°范圍,通常布置于車頂;常見的車載半固態(tài)激光雷達(dá)通??梢赃_(dá)到120°范圍,形狀呈扇形,可布置于車身或車頂。
發(fā)射模組:Flash激光雷達(dá)采用的是垂直腔面發(fā)射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser,VCSEL),比其他激光器更小、更輕、更耐用、更快、更易于制造,并且功率效率更高。接收模組:Flash激光雷達(dá)的性能主要取決于焦平面探測(cè)器陣列的靈敏度。焦平面探測(cè)器陣列可使用PIN型光電探測(cè)器,在探測(cè)器前端加上透鏡單元并采用高性能讀出電路,可實(shí)現(xiàn)短距離探測(cè)。對(duì)于遠(yuǎn)距離探測(cè)需求,需要使用到雪崩型光電探測(cè)器,其探測(cè)的靈敏度高,可實(shí)現(xiàn)單光子探測(cè),基于APD的面陣探測(cè)器具有遠(yuǎn)距離單幅成像、易于小型化等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn):一次性實(shí)現(xiàn)全局成像來(lái)完成探測(cè),無(wú)需考慮運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償;無(wú)掃描器件,成像速度快;集成度高,體積小;芯片級(jí)工藝,適合量產(chǎn);全固態(tài)優(yōu)勢(shì),易過(guò)車規(guī)缺點(diǎn):激光功率受限,探測(cè)距離近;抗干擾能力差;角分辨率低為服務(wù)機(jī)器人規(guī)劃路徑,助其在室內(nèi)外自主移動(dòng)作業(yè)。
RSoft 工具,能夠支持對(duì)片上LiDAR器件進(jìn)行復(fù)雜的布局設(shè)計(jì)。任何單一仿真工具都無(wú)法勝任如此復(fù)雜性質(zhì)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。組合使用RSoft工具,如FullWAVE FDTD用于發(fā)射器,Multiphysics Utility用于T-O Phaser,BeamPROP BPM用于分束器,將會(huì)達(dá)成較佳布局設(shè)計(jì)。OptSim,用于設(shè)計(jì)和模擬光通信系統(tǒng)。光學(xué)相干斷層掃描(OCT)和光探測(cè)和測(cè)距(LiDAR)應(yīng)用中接收到的射頻頻譜,得到飛行時(shí)間(ToF)的分辨率及測(cè)量結(jié)果。OptoCompiler,用于光子集成電路。光子集成電路的應(yīng)用領(lǐng)域也在持續(xù)擴(kuò)展,從數(shù)據(jù)中心中的收發(fā)器和開關(guān)到更多樣化的汽車,生物醫(yī)學(xué)和傳感器市場(chǎng),如(固態(tài))LiDAR,層析成像和自由空間傳感器??傊S著科技不斷進(jìn)步與發(fā)展,LiDAR已經(jīng)成為多個(gè)領(lǐng)域不可或缺且無(wú)法替代的關(guān)鍵工具之一。其普遍應(yīng)用將進(jìn)一步推動(dòng)各行各業(yè)向著更加智能化、高效率和精確度發(fā)展,并為人類社會(huì)帶來(lái)更多福祉與便利。服務(wù)機(jī)器人借助激光雷達(dá)規(guī)劃路徑,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外自主移動(dòng)。江蘇二維激光雷達(dá)
激光雷達(dá)在無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)貨物的精確定位。深圳毫米波激光雷達(dá)
第三組基于回波能量強(qiáng)度判斷采樣點(diǎn)是否為噪點(diǎn)。通常情況下,激光光束受到類似灰塵、雨霧、雪等干擾產(chǎn)生的噪點(diǎn)的回波能量很小。目前按照回波能量強(qiáng)度大小將噪點(diǎn)置信度分為二檔:01 表示回波能量很弱:這類采樣點(diǎn)有較高概率為噪點(diǎn),例如灰塵點(diǎn);10 表示回波能量中等,該類采樣點(diǎn)有中等概率為噪點(diǎn),例如雨霧噪點(diǎn)。噪點(diǎn)置信度越低,說(shuō)明該點(diǎn)是噪點(diǎn)的可能性越低。第四組基于采樣點(diǎn)的空間位置判斷是否為噪點(diǎn)。例如:激光探測(cè)測(cè)距只在測(cè)量前后兩個(gè)距離十分相近的物體時(shí),兩個(gè)物體之間可能會(huì)產(chǎn)生拉絲狀的噪點(diǎn)。目前按照不同的噪點(diǎn)置信度分為三檔,噪點(diǎn)置信度越低,說(shuō)明該點(diǎn)是噪點(diǎn)的可能性越低。深圳毫米波激光雷達(dá)