对于激光的波长,目前主要使用使用波长为905nm和1550nm的激光发射器,波长为1550nm的光线不容易在人眼液体中传输。故1550nm可在保证安全的前提下较大程度上提高发射功率。大功率能得到更远的探测距离,长波长也能提高抗干扰能力。但是1550nm激光需使用InGaAs,目前量产困难。故当前更多使用Si材质量产905nm的LiDAR。通过限制功率和脉冲时间来保证安全性。技术原理,激光雷达探测的具体技术可以分为TOF飞行时间法与相干探测方法。其中ToF方法可以进一步区分为iToF和dToF方法;飞行时间(ToF)探测方法,通过直接计算发射及接收电磁波的时间差测量被测目标的距离;相干探测方法(如:FMCW),通过测量发射电磁波与返回电磁波的频率变化解调出被测目标的距离及速度。览沃 Mid - 360 从 2D 到 3D 感知升级,提升移动机器人运维效率。河南轨旁入侵激光雷达
二维扫描振镜激光雷达,这类激光雷达的主要元件是两个扫描器——多边形棱镜和垂直扫描振镜,分别负责水平和垂直方向上的扫描。特点是扫描速度快,精度高。比如:一个四面多边形,只移动八条激光器光束(相当于传统的8线激光雷达),以5000rpm速度扫描,垂直分辨率为2667条/秒,120度水平扫描,在10Hz非隔行扫描下,垂直分辨率达267线。优点:转速越高,扫描精度越高;可以控制扫描区域,提高关键区域的扫描密度;多边形可提供超宽FOV,一般可做到水平120度。MEMSLidar一般不超过80度;通光孔径大,信噪比和有效距离要远高于MEMSLidar;价格低廉,MEMS振镜贵的要上千美元,多边形激光扫描已经非常成熟,价格只要几十美元;激光雷达间抗干扰性强缺点:与MEMS技术比,其缺点是功耗高,有电机转动部件。安防激光雷达价位激光雷达的高精度三维成像为地质勘探提供了有力支持。
反射率,反射率是指物体反射的辐射能量占总辐射能量的百分比,比如说某物体的反射率是20%,表示物体接收的激光辐射中有20%被反射出去了。不同物体的反射率不同,这主要取决于物体本身的性质(表面状况),如果反射率太低,那么激光雷达收不到反射回来的激光,导致检测不到障碍物。激光雷达一般要求物体表面的反射率在10%以上,用激光雷达采集高精度地图的时候,如果车道线的反射率太低,生成的高精度地图的车道线会不太清晰。扫描帧频,激光雷达点云数据更新的频率。对于混合固态激光雷达来说,也就是旋转镜每秒钟旋转的圈数,单位Hz。例如,10Hz即旋转镜每秒转10圈,同一方位的数据点更新10次。
视场角与分辨率,激光雷达视场角分为水平视场角和垂直视场角,水平视场角即为在水平方向上可以观测的角度范围,旋转式激光雷达旋转一周为 360°,所以水平视场角为 360°。垂直视场角为在垂直方向上可以观测的角度,一般为 40°。而它并不是对称均匀分布的,因为我们主要是需要扫描路面上的障碍物,而不是把激光打向天空,为了良好的利用激光,因此激光光束会尽量向下偏置一定的角度。并且为了达到既检测到障碍物,同时把激光束集中到中间感兴趣的部分,来更好的检测车辆,激光雷达的光束不是垂直均匀分布的,而是中间密,两边疏。 可以看到激光雷达的有一定的偏置,向上的角度为 15°,向下的为 25°,并且激光光束中间密集,两边稀疏。Mid - 360 距离探测可为 10cm,小盲区助力嵌入式无盲区安装。
优劣势分析,优势:OPA激光雷达发射机采用纯固态器件,没有任何需要活动的机械结构,因此在耐久度上表现更出众;虽然省去机械扫描结构,但却能做到类似机械式的全景扫描,同时在体积上可以做得更小,量产后的成本有望较大程度上降低。劣势:OPA激光雷达对激光调试、信号处理的运算力要求很大,同时,它还要求阵列单元尺寸必须不大于半个波长,因此每个器件尺寸只500nm左右,对材料和工艺的要求都极为苛刻,由于技术难度高,上游产业链不成熟,导致 OPA 方案短期内难以车规级量产,目前也很少有专注开发OPA激光雷达的Tier1供应商。激光雷达在管道检测中用于发现潜在的泄漏和损坏。安防激光雷达价位
气象监测时激光雷达探测大气成分,辅助气象预报工作。河南轨旁入侵激光雷达
LiDAR 数据通常在空中收集,如NOAA在加州大苏尔Bixby大桥上空的调查飞机(右图)。这里的LiDAR数据显示了Bixby大桥的俯视图(左上)和侧视图(左下)。NOAA的科学家使用基于LiDAR的装置检查自然和人造环境。LiDAR数据支持洪水和风暴潮建模、水动力建模、海岸线测绘、应急响应、水文测量以及海岸脆弱性分析等活动。此外,地形LiDAR使用近红外激光绘制地形和建筑物地图,而测深LiDAR使用透水绿光绘制海底和河床地图。在农业中,LiDAR可用于绘制拓扑图和作物生长图,从而提供有关肥料需求和灌溉需求的信息。河南轨旁入侵激光雷达
早在上个世纪60年代,当人类制造出激光器后,科学家们根据激光的特性,较早提出的应用就是测距。在1967年7月,美国人进行了头一次载人登月飞行,就在月球上安装了一个发射装置用于测算地球和月球的距离。随后,正值冷战时期的人们,将激光应用在了制弹上。飞机发射激光照射目标,同时投掷激光制弹对准目标飞行,用激光随时修正自己的飞行路线,精确度非常高。20世纪70年代末,美国国家航空航天局(NASA)成功研制出一种具有扫描和高速数据记录能力的机载海洋激光雷达。用在大西洋和切萨皮克湾进行了水深的测定,并且绘制出水深小于10m的海底地貌。此后,机载激光雷达系统蕴含的巨大应用潜力开始受到关注,并很快被应用到陆地地...
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