脉冲同步(PPS),脉冲同步通过同步信号线实现数据同步。GPS同步(PPS+UTC),通过同步信号线和 UTC 时间(GPS 时间)实现数据同步。然后我们从 LiDAR 硬件得到一串数据包,需要过一次驱动才能将其解析成点云通用的格式,如 ROSMSG 或者 pcl 点云格式,以目前较普遍的旋转式激光雷达的数据为例,其数据为 10hz,即 LiDAR 在 0.1s 时间内转一圈,并将硬件得到的数据按照不同角度切成不同的 packet,以下便是一个 packet 数据包定义示意图。每一个 packet 包含了当前扇区所有点的数据,包含每个点的时间戳,每个点的 xyz 数据,每个点的发射强度,每个点来自的激光发射机的 id 等信息。从 2D 升至 3D 感知,览沃 Mid - 360 提升移动机器人室内建图定位效率。山西航道激光雷达

而如较新的 Livox Horizon 激光雷达,也包含了多回波信息及噪点信息,格式如下:每个标记信息由1字节组成:该字节中 bit7 和 bit6 为头一组,bit5 和 bit4 为第二组,bit3 和 bit2 为第三组,bit1 和 bit0 为第四组。第二组表示的是该采样点的回波次序。由于 Livox Horizon 采用同轴光路,即使外部无被测物体,其内部的光学系统也会产生一个回波,该回波记为第 0 个回波。随后,若激光出射方向存在可被探测的物体,则较先返回系统的激光回波记为第 1 个回波,随后为第 2 个回波,以此类推。如果被探测物体距离过近(例如 1.5m),第 1 个回波将会融合到第 0 个回波里,该回波记为第 0 个回波。上海livox激光雷达正规航空测绘依靠激光雷达获取数据,服务城市规划建设。

半固态-棱镜式激光雷达,无人机厂商大疆孵化览沃科技(Livox)入局激光雷达,便是采用的棱镜式扫描方案,大疆利用其在无人机领域积累的电机精确调控技术及自动化产线,有信心克服棱镜轴承或衬套寿命的难题,也为其激光雷达技术构筑护城河。工作原理,棱镜式激光雷达也称为双楔形棱镜式激光雷达,内部包括两个楔形棱镜,激光在通过头一个楔形棱镜后发生一次偏转,通过第二个楔形棱镜后再一次发生偏转。控制两面棱镜的相对转速便可以控制激光束的扫描形态。与前面提到的扫描形式不同,棱镜激光雷达累积的扫描图案形状状若菊花,而并非一行一列的点云状态。这样的好处是只要相对速度控制得当,在同一位置长时间扫描几乎可以覆盖整个区域。
光学相控阵激光雷达(OPA),很多特殊的Lidar使用OPA(OpticalPhasedArray)光学相控阵技术。OPA运用相干原理,采用多个光源组成阵列,通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差,来控制输出的激光束的方向。OPA激光雷达完全是由电信号控制扫描方向,能够动态地调节扫描角度范围,对目标区域进行全局扫描或者某一区域的局部精细化扫描,一个激光雷达就可能覆盖近/中/远距离的目标探测。优点:纯固态Lidar,体积小,易于车规;扫描速度快(一般可达到MHz量级以上);精度高(可以做到μrad量级以上);可控性好(可以在感兴趣的目标区域进行高密度扫描),缺点:易形成旁瓣,影响光束作用距离和角分辨率,使激光能量被分散;加工难度高:光学相控阵要求阵列单元尺寸必须不大于半个波长;探测距离很难做到很远。从 2D 升至 3D 感知,Mid - 360 提升移动机器人室内感知与运维效率。

激光雷达按照测距方法可以分为飞行时间(TimeofFlight,ToF)测距法、基于相干探测FMCW测距法、以及三角测距法等,其中ToF与FMCW能够实现室外阳光下较远的测程(100~250m),是车载激光雷达的好选择方案。ToF是目前市场车载中长距激光雷达的主流方案,未来随着FMCW激光雷达整机和上游产业链的成熟,ToF和FMCW激光雷达将在市场上并存。根据激光雷达按测距方法分类:ToF法:通过直接测量发射激光与回波信号的时间差,基于光在空气中的传播速度得到目标物的距离信息,具有响应速度快、探测精度高的优势。FMCW法:将发射激光的光频进行线性调制,通过回波信号与参考光进行相干拍频得到频率差,从而间接获得飞行时间反推目标物距离。FMCW激光雷达具有可直接测量速度信息以及抗干扰(包括环境光和其他激光雷达)的优势。激光雷达用于林业监测树木参数,为森林资源评估提供助力。黑龙江固态激光雷达
激光雷达数据对于城市规划和建筑设计具有重要意义。山西航道激光雷达
反射强度,LiDAR 返回的每个数据中,除了根据速度和时间计算出的反射强度其实是指激光点回波功率和发射功率的比值。而激光的反射强度根据现有的光学模型,可以较好的刻画为以下模型。我们可以看到,激光点的反射率和距离的平方成反比,和物体的入射角成反比。入射角是入射光线与物体表面法线的夹角。时间戳和编码信息,LiDAR 通常从硬件层面支持授时,即有硬件 trigger 触发 LiDAR 数据,并支持给这一帧数据打上时间戳。通常会提供支持三种时间同步接口,IEEE 15882008同步,遵循精确时间协议,通过以太网对测量以及系统控制实现精确的时钟同步。山西航道激光雷达