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。激光雷达的精密设计使其能在狭小空间内准确测量。广东觅道Mid-70激光雷达正规
点频,即周期采集点数,因为激光雷达在旋转扫描,因此水平方向上扫描的点数和激光雷达的扫描频率有一定的关系,扫描越快则点数会相对较少,扫描慢则点数相对较多。一般这个参数也被称为水平分辨率,比如激光雷达的水平分辨率为 0.2°,那么扫描的点数为 360°/0.2°=1800,也就是说水平方向会扫描 1800 次。那么激光雷达旋转一周,即一个扫描周期内扫描的点数为 1800*64=115200。比如禾赛 64 线激光雷达,扫描频率为 10Hz 的时候水平角分辨率为 0.2°,在扫描频率为 20Hz 的时候角分辨率为 0.4°(扫描快了,分辨率变低了)。输出的点数和计算的也相符合 1152000 pts/s。海南毫米波激光雷达激光雷达在建筑施工中用于精确测量和定位。
楔形棱镜旋转雷达,收发模块的PLD(PulsedLaserDiode)发射出激光,通过反射镜和凸透镜变成平行光,扫描模块的两个旋转的棱镜改变光路,使激光从某个角度发射出去。激光打到物体上,反射后从原光路回来,被APD接收。与MEMSLidar相比,它可以做到很大的通光孔径,距离也会测得较远。与机械旋转Lidar相比,它极大地减少了激光发射和接收的线数,降低了对焦与标定的复杂度,大幅提升生产效率,降低成本。优点:非重复扫描,解决了机械式激光雷达的线式扫描导致漏检物体的问题;可实现随着扫描时间增加,达到近100%的视场覆盖率;没有电子元器件的旋转磨损,可靠性更高,符合车规。缺点:单个雷达的FOV较小,视场覆盖率取决于积分时间;独特的扫描方式使其点云的分布不同于传统机械旋转Lidar,需要算法适配。
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。览沃 Mid - 360 带来全新感知方案,助力移动机器人功能升级。
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。自动驾驶巴士借助激光雷达感知周边,安全接送乘客。甘肃非重复扫描激光雷达
激光雷达通过多角度扫描,获取目标的完整信息。广东觅道Mid-70激光雷达正规
也有使用相干法,即为调频连续波(FMCW)激光雷达发射一束连续的光束,频率随时间稳定地发生变化。由于源光束的频率在不断变化,光束传输距离的差异会导致频率的差异,将回波信号与本振信号混频并经低通滤波后,得到的差频信号是光束往返时间的函数。调频连续波激光雷达不会受到其他激光雷达或太阳光的干扰且无测距盲区;还可以利用多普勒频移测量物体的速度和距离。调频延续波 LiDAR 概念并不新颖,但是面对的技术挑战不少,例如发射激光的线宽限制、线性调频脉冲的频率范围、线性脉冲频率变化的线性度,以及单个线性调频脉冲的可复制性等。广东觅道Mid-70激光雷达正规
根据发生器的不同可以产生紫外线(10-400nm)到可见光(390-780nm)到红外线(760-1000000nm)波段内的不同激光,相应的用途也各不相同。激光是一种单一颜色、单一波长的光,激光雷达选用的激光波长一般不低于850nm,以避免可见光对人眼的伤害,而目前主流的激光雷达主要有905nm和1550nm两种波长。905nm探测距离受限,采用硅材质,成本较低;1550nm探测距离更远,采用昂贵的铟镓砷(InGaAs)材质,激光可被人眼吸收,故可做更远的探测光束。激光雷达在医疗领域被用于人体三维扫描和诊断。河南高精度激光雷达分类,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...