LiDAR 系统的工作原理及解决方案,本质上讲,LiDAR 是一个测量目标物体距离的装置。通过发射一个短的激光脉冲,并记录发射光脉冲与探测到的反射(反向散射)光脉冲的时间间隔,就可以推算出距离信息。系统的工作原理及解决方案,LiDAR系统可以使用扫描反射镜,多束激光或其它的方式“扫描”物体空间。借助其精确的测距能力,LiDAR 能够用于解决许多不同的问题。在遥感应用中,LiDAR系统用于测量散射,吸收,或大气中的颗粒或原子的再发射。在这些应用中,对激光束的波长可能会有专门的要求。可以用来测量特定分子种类在大气中的浓度,例如甲烷和气溶胶含量。而测量大气中的雨滴则可以用来估计风暴距离和降水概率。360°x59° 超广 FOV,Mid - 360 助力移动机器人感知复杂 3D 环境。江苏livox激光雷达规格
MEMS激光雷达模组,光学相控阵式(OPA),相控阵发射器由若干发射接收单元组成阵列,通过改变加载在不同单元的电压,进而改变不同单元发射光波特性,实现对每个单元光波的单独控制,通过调节从每个相控单元辐射出的光波之间的相位关系,在设定方向上产生互相加强的干涉从而实现强度高光束,而其他方向上从各个单元射出的光波彼此相消。组成相控阵的各相控单元在程序的控制下可使一束或多束强度高光束按设计指向实现空域扫描。但光学相控阵的制造工艺难度较大,这是由于要求阵列单元尺寸必需不大于半个波长,普通目前激光雷达的任务波长均在1微米左右,这就意味着阵列单元的尺寸必需不大于500纳米。而且阵列数越多,阵列单元的尺寸越小,能量越往主瓣集中,这就对加工精度要求更高。此外,材料选择也是十分关键的要素。重庆IGV激光雷达激光雷达在环境监测中用于监测大气污染物的浓度。
优劣势分析,优势:首先,该设计减少了激光发射和接收的线数以实现一帧之内更高的线数,也随之降低了对焦与标定的复杂度,因此生产效率得以大幅提升,并且相比于传统机械式激光雷达,棱镜式的成本有了大幅的下降。其次,只要扫描时间够久,就能得到精度极高的点云以及环境建模,分辨率几乎没有上限,且可达到近100%的视场覆盖率。劣势:棱镜式激光雷达FOV相对较小,且视场中心的扫描点非常密集,雷达的视场边缘扫描点比较稀疏,在雷达启动的短时间内会有分辨率过低的问题。对于高速移动的汽车来说,显然不存在长时间扫描的情况,不过可以通过增加激光线束和功率实现更高的精度和更远的探测距离,但机械结构也相对更加复杂,体积让前两者更难以控制,存在轴承或衬套的磨损等风险。
激光雷达是自动驾驶领域非常依赖的传感器,越来越多的自动驾驶公司看好激光雷达的应用前景。激光雷达具有较高的分辨率,可以记录周围环境的三维信息,激光雷达是主动发射型设备,对光照的变化不敏感,在有光照变化和夜晚等场景基本不会受到影响。此外激光雷达能够提供水平360度的视野范围,保证整个自动驾驶车基本上没有视野盲区。但是激光雷达惧怕雾霾天气,因为雾霾颗粒的大小非常接近激光的波长,激光照射到雾霾颗粒上会产生干扰,导致效果下降。随着技术的进步,以及成本的下降,激光雷达会普及到更多领域。激光雷达的高精度三维成像为地质勘探提供了有力支持。
在体积限制下,Flash激光雷达的功率密度不能很高。因此,Flash激光雷达目前的问题是,由于功率密度的限制,无法考虑三个参数:视场角、检测距离和分辨率,即如果检测距离较远,则需要放弃视场角或分辨率;如果需要高分辨率,则需要放弃视场角或检测距离。Flash激光雷达采用面光源泛光成像,其发射的光线会散布在整个视场内,因此不需要折射就可以覆盖FOV区域了,难点在于如何提升其功率密度从而提升探测精度和距离,目前通常使用VCSEL光源组成二维矩阵形成面光源。管道检测使用激光雷达探查内部,预防泄漏等事故。安徽工业激光雷达
港口作业借助激光雷达引导装卸,提升集装箱操作准度。江苏livox激光雷达规格
紧接着,一个激光雷达如果能在同一个空间内,按照设定好的角度发射多条激光,就能得到多条基于障碍物的反射信号。再配合时间范围、激光的扫描角度、GPS 位置和 INS 信息,经过数据处理后,这些信息配合x,y,z坐标,就会成为具有距离信息、空间位置信息等的三维立体信号,再基于软件算法组合起来,系统就可以得到线、面、体等各种相关参数,以此建立三维点云图,绘制出环境地图,就能变成汽车的“眼睛”。激光雷达是由激光发射单元和激光接收单元组成,发射单元的工作方式是向外发射激光束层,层数越多,精度也越高(如下图所示),不过这也意味着传感器尺寸越大。发射单元将激光发射出去后,当激光遇到障碍物会反射,从而被接收器接收,接收器根据每束激光发射和返回的时间,创建一组点云,高质量的激光雷达,每秒较多可以发出200多束激光。江苏livox激光雷达规格
国内市场,中国是激光雷达未来的较大市场之一。根据麦肯锡的预测,中国将是全球较大的自动驾驶市场,也是高级辅助驾驶领域全球较大的新车销售市场。由于人口老龄化和产业升级的影响,需要在减少人力支出的情况下增加生产效率,通过无人驾驶、高级辅助驾驶、服务型机器人通过机器自动化工作来减少人力支出。在2022年中国激光雷达市场规模约为26.4亿元。根据预测,2023年中国激光雷达市场规模将达75.9亿元,2024年将达到139.6亿元。2022年全球靠前的激光雷达公司中,2家车载激光雷达公司都来自中国,分别是禾赛科技和速腾聚创。在政策端,国家近年来不断推出新的政策以支持激光雷达企业的成长与发展。突破传统,览沃...