國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)設(shè)備

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-08-01

關(guān)于 FMCW 的原理,可以閱讀本系列的下一篇文章:Yvon Shong:走進(jìn)自動(dòng)駕駛傳感器——毫米波雷達(dá)。調(diào)幅連續(xù)波(AMCW)激光雷達(dá)與基本的飛行時(shí)間系統(tǒng)相似的是,調(diào)幅連續(xù)波激光雷達(dá)發(fā)射一個(gè)信號(hào),測(cè)量激光反射回來(lái)的時(shí)間。但區(qū)別在于,時(shí)間飛行系統(tǒng)只發(fā)射一個(gè)脈沖,調(diào)幅連續(xù)波 LiDAR 通過(guò)改變激光二極管中的極電流來(lái)調(diào)整發(fā)射光強(qiáng)度,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)制。激光雷達(dá)應(yīng)用于測(cè)繪主要有測(cè)距、定位以及地表物體的三維繪制;其達(dá)作為一種重要的傳感器,目前正在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域和無(wú)人飛行器領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。激光雷達(dá)的發(fā)展與新材料、新技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域的融合密切相關(guān),相互促進(jìn)和推動(dòng)著各自的發(fā)展進(jìn)步。國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)設(shè)備

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(chē)之間的距離。甚至由于反射度的不同,車(chē)道線和路面也是可以區(qū)分開(kāi)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(chē)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(xiě)為T(mén)OF)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。重慶毫米波激光雷達(dá)國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)在技術(shù)不斷創(chuàng)新的支撐下走上自主可控的發(fā)展道路,為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)提供高水平的激光雷達(dá)產(chǎn)品。

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(jiàn)的車(chē)載激光雷達(dá)通常在25°,形狀呈扇形;水平FOV:常見(jiàn)的機(jī)械式激光雷達(dá)可以達(dá)到360°范圍,通常布置于車(chē)頂;常見(jiàn)的車(chē)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(chē)身或車(chē)頂。

光學(xué)相控陣激光雷達(dá)(OPA),很多特殊的Lidar使用OPA(OpticalPhasedArray)光學(xué)相控陣技術(shù)。OPA運(yùn)用相干原理,采用多個(gè)光源組成陣列,通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中每個(gè)發(fā)射單元的相位差,來(lái)控制輸出的激光束的方向。OPA激光雷達(dá)完全是由電信號(hào)控制掃描方向,能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)掃描角度范圍,對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全局掃描或者某一區(qū)域的局部精細(xì)化掃描,一個(gè)激光雷達(dá)就可能覆蓋近/中/遠(yuǎn)距離的目標(biāo)探測(cè)。優(yōu)點(diǎn):純固態(tài)Lidar,體積小,易于車(chē)規(guī);掃描速度快(一般可達(dá)到MHz量級(jí)以上);精度高(可以做到μrad量級(jí)以上);可控性好(可以在感興趣的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行高密度掃描),缺點(diǎn):易形成旁瓣,影響光束作用距離和角分辨率,使激光能量被分散;加工難度高:光學(xué)相控陣要求陣列單元尺寸必須不大于半個(gè)波長(zhǎng);探測(cè)距離很難做到很遠(yuǎn)。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。

優(yōu)劣勢(shì)分析:優(yōu)點(diǎn):FLASH激光雷達(dá)較大的優(yōu)勢(shì)在于可以一次性實(shí)現(xiàn)全局成像來(lái)完成探測(cè),且成像速度快。體積小,易安裝,易融入車(chē)的整體外觀設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔,元件極少,成本低。信號(hào)處理電路簡(jiǎn)單,消耗運(yùn)算資源少,整體成本低。刷新頻率可高達(dá)3MHz,是傳統(tǒng)攝像頭的10萬(wàn)倍,實(shí)時(shí)性好,因此易過(guò)車(chē)規(guī)。缺點(diǎn):不過(guò)FLASH激光單點(diǎn)面積比掃描型激光單點(diǎn)大,因此其功率密度較低,進(jìn)而影響到探測(cè)精度和探測(cè)距離(低于50米)。要改善其性能,需要使用功率更大的激光器,或更先進(jìn)的激光發(fā)射陣列,讓發(fā)光單元按一定模式導(dǎo)通點(diǎn)亮,以取得掃描器的效果。四探頭激光雷達(dá)的廣角掃描設(shè)計(jì)可覆蓋大范圍,適用于工業(yè)自動(dòng)化和物流倉(cāng)儲(chǔ)等場(chǎng)景的智能導(dǎo)航需求。浙江Hap激光雷達(dá)渠道

激光雷達(dá)的應(yīng)用不只局限于地面,還可以應(yīng)用于空中和水下領(lǐng)域,如航空、海洋等領(lǐng)域的探測(cè)和監(jiān)測(cè)。國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)設(shè)備

激光雷達(dá)的應(yīng)用:1、林業(yè)調(diào)繪,森林中的樹(shù)木結(jié)構(gòu)和高度的可視化是LiDAR應(yīng)用真正成功的領(lǐng)域。但激光雷達(dá)真的能“穿透”樹(shù)木嗎?想象一下,你站在森林中間,抬頭看。你能看到陽(yáng)光嗎?如果您可以看到光線透過(guò),那么LiDAR也可以。當(dāng)你知道樹(shù)的高度和地面的高度時(shí),你就會(huì)得到一個(gè)真正的垂直剖面,如果你真的想要一個(gè)3D植被結(jié)構(gòu),地面LiDAR也可以生成逼真的3D模型。其實(shí),地球科學(xué)激光高度計(jì)系統(tǒng)(GLAS)是頭一個(gè)從太空繪制森林地圖的激光測(cè)距(LiDAR)儀器。2、確定土地用途,激光雷達(dá)分類代碼包括地面、植被(低,中,高)、建筑、架空導(dǎo)線、公路、鐵路和水等等,每個(gè)分類定義都來(lái)自反射的激光脈沖。甚至通過(guò)多期數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)可以穩(wěn)定地了解我們星球的動(dòng)態(tài)變化,包括氣候變化。國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)設(shè)備