激光雷达结构,激光雷达的关键部件按照信号处理的信号链包括控制硬件DSP(数字信号处理器)、激光驱动、激光发射发光二极管、发射光学镜头、接收光学镜头、APD(雪崩光学二极管)、TIA(可变跨导放大器)和探测器,如下图所示。其中除了发射和接收光学镜头外,都是电子部件。随着半导体技术的快速演进,性能逐步提升的同时成本迅速降低。但是光学组件和旋转机械则占具了激光雷达的大部分成本。激光雷达的种类,把激光雷达按照扫描方式来分类,目前有机械式激光雷达、半固态激光雷达和固态激光雷达三大类。其中机械式激光雷达较为常用,固态激光雷达为未来业界大力发展方向,半固态激光雷达是机械式和纯固态式的折中方案,属于目前阶段量产装车的主力军。主动抗串扰设计,使 Mid - 360 在多雷达环境中稳定运行不干扰。黑龙江激光雷达代理商
当前所面临的挑战在于如何区分来自周边其他LiDAR设备的信号,而各种信号调制和隔离方法也正在积极研发中。LiDAR系统的成本和维护——这类系统相比一些替代技术所使用的传感器类型更加昂贵,当然持续不断的开发工作也在积极进行,为满足其大规模使用的需要而开发生产成本更低的系统。抑制非目标对象的回波——类似于抑制之前提到的大气虚假信号。但是这也可能会出现在空气质量良好的情况下。应对这一挑战通常涉及在不同的目标距离处,以及在LiDAR接收器的视场范围之内使光束尺寸尽可能更小。安徽隧道激光雷达激光雷达在森林监测中用于评估森林资源和健康状况。
分类,激光雷达按结构不同大致可以分为:机械旋转激光雷达、混合半固态激光雷达和全固态激光雷达(Flash快闪和OPA相控阵,统称为非扫描式)。(一)机械旋转激光雷达,机械式激光雷达体积大、成本较高、装配难。它通过旋转实现横向360度的覆盖面,通过内部镜片实现垂直角度的覆盖面,同比有着更耐用稳定的特点,所以我们看到的自动驾驶路试车大多采用这种类型,雷达在车顶不停的在旋转完成横向扫描,靠增加激光束,实现纵向宽泛的扫描。(二)混合半固态激光雷达。按照扫描方式分为:转镜、硅基MEMS、振镜+转镜、旋转透射棱镜。
当三维点较为稠密的时候,可以像视觉一样提取特征点和其周围的描述子,主要通过选择几何属性(如法线和曲率)比较有区分度的点,在计算其局部邻域的几何属性的统计得到关键点的描述子,而当处理目前市面上的激光雷达得到的单帧点云数据时,由于点云较为稀疏,主要依靠每个激光器在扫描时得到的环线根据曲率得到特征点。而有了两帧点云的数据根据配准得到了相对位姿变换关系后,我们便可以利用激光雷达传感器获得的数据来估计载体物体的位姿随时间的变化而改变的关系。比如我们可以利用当前帧和上一帧数据进行匹配,或者当前帧和累计堆叠出来的子地图进行匹配,得到位姿变换关系,从而实现里程计的作用。激光雷达的抗干扰能力强,保证了数据的准确性。
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。城市规划凭借激光雷达获取空间数据,辅助科学规划。隧道激光雷达市场价格
激光雷达的高稳定性使其在太空探测任务中备受青睐。黑龙江激光雷达代理商
线数,线数越高,表示单位时间内采样的点就越多,分辨率也就越高,目前无人驾驶车一般采用32线或64线的激光雷达。分辨率,分辨率和激光光束之间的夹角有关,夹角越小,分辨率越高。固态激光雷达的垂直分辨率和水平分辨率大概相当,约为0.1°,旋转式激光雷达的水平角分辨率为0.08°,垂直角分辨率约为0.4°。探测距离,激光雷达的较大测量距离。在自动驾驶领域应用的激光雷达的测距范围普遍在100~200m左右。测量精度,激光雷达的数据手册中的测量精度(Accuracy)常表示为,例如±2cm的形式。精度表示设备测量位置与实际位置偏差的范围。黑龙江激光雷达代理商
发射模组:Flash激光雷达采用的是垂直腔面发射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser,VCSEL),比其他激光器更小、更轻、更耐用、更快、更易于制造,并且功率效率更高。接收模组:Flash激光雷达的性能主要取决于焦平面探测器阵列的灵敏度。焦平面探测器阵列可使用PIN型光电探测器,在探测器前端加上透镜单元并采用高性能读出电路,可实现短距离探测。对于远距离探测需求,需要使用到雪崩型光电探测器,其探测的灵敏度高,可实现单光子探测,基于APD的面阵探测器具有远距离单幅成像、易于小型化等优点。优点:一次性实现全局成像来完成探测,无需考虑运动补偿;无扫描器件,成像速...