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。览沃 Mid - 360 带来全新感知方案,助力移动机器人功能升级。广东IGV激光雷达
激光雷达产业自诞生以来,紧跟底层器件的前沿发展,呈现出了技术水平高的突出特点。激光雷达厂商不断引入新的技术架构,提升探测性能并拓展应用领域:从激光器发明之初的单点激光雷达到后来的单线扫描激光雷达,以及在无人驾驶技术中获得普遍认可的多线扫描激光雷达,再到技术方案不断创新的固态式激光雷达、FMCW激光雷达,以及如今芯片化的发展趋势,激光雷达一直以来都是新兴技术发展及应用的表示。适用于实现部分视场角(如前向)的探测,因为不含机械扫描器件,其体积相较于其他架构较为紧凑。上海国产激光雷达渠道Mid - 360 距离探测可为 10cm,小盲区助力嵌入式无盲区安装。
参数指标:(一)视场角,视场角决定了激光雷达能够看到的视野范围,分为水平视场角和垂直视场角,视场角越大,表示视野范围越大,反之则表示视野范围越小。以图3中的激光雷达为例,旋转式激光雷达的水平视场角为360°,垂直视场角为26.9°,固态激光雷达的水平视场角为60°,垂直视场角为20°。(二)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。(三)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°。
从应用看,具备车规级量产实力的Tier1供货商有法雷奥(Scala)、镭神智能(CH32),Innovusion(Falcon)。2017年,奥迪A8为全球头一款量产的L3级别自动驾驶的乘用车,其搭载的激光雷达便是法雷奥和Ibeo联合研发的4线旋转扫描镜激光雷达。2020年,镭神智能自主研发的CH32面世,成为全球第二款获得车规级认证的转镜式激光雷达,目前已经规模化交付东风悦享量产前装车型生产。2022年,搭载Innovusion Falcon激光雷达的蔚来ET7上市,该款激光雷达为1550nm方案,等效300线数。从售价看,法雷奥Scala 2为900欧元(约6500元人民币),已经下降至车企可接受的价格范围。激光雷达在安防领域实现了对入侵者的快速识别和追踪。
激光雷达的优劣势分析,优势:转镜式激光雷达的激光发射和接收装置是固定的,所以即使有【旋转机构】,也可以把产品体积做小,进而降低成本。并且旋转机构只有反射镜,整体重量比较轻,电机轴承的负荷小,系统运行起来更稳定,寿命更长,是符合车规量产的优势条件。劣势:因为有【旋转机构】这样的机械形式的存在,便不可避免地在长期运行之后,激光雷达的稳定性、准确度会受到影响。其次,一维式的扫描线数少,扫描角度不能到360度。测绘领域中激光雷达快速采集地形数据,绘制高精度地图。江苏Hap激光雷达制造
激光雷达数据对于城市规划和建筑设计具有重要意义。广东IGV激光雷达
MEMS阵镜激光雷达优点:MEMS微振镜摆脱了笨重的马达、多发射/接收模组等机械运动装置,毫米级尺寸的微振镜较大程度上减少了激光雷达的尺寸,提高了稳定性;MEMS微振镜可减少激光发射器和探测器数量,极大地降低成本。缺点:有限的光学口径和扫描角度限制了Lidar的测距能力和FOV,大视场角需要多子视场拼接,这对点云拼接算法和点云稳定度要求都较高;抗冲击可靠性存疑;振镜尺寸问题:远距离探测需要较大的振镜,不但价格贵,对快轴/慢轴负担大,材质的耐久疲劳度存在风险,难以满足车规的DV、PV的可靠性、稳定性、冲击、跌落测试要求;悬臂梁:硅基MEMS的悬臂梁结构实际非常脆弱,快慢轴同时对微振镜进行反向扭动,外界的振动或冲击极易直接致其断裂。广东IGV激光雷达
激光雷达(Lidar)光束范围很窄,所以需要更多的纵向光束,以覆盖大的面积,所以线束决定着画面大小,扫描再通过返回的时间测量距离,并精确、快速构建模型,相比目前的其他雷达强太多,所以更适合自动驾驶系统,但也同样易受天气影像,成本较高。转镜:转镜分为一维转镜和二维转镜。一维转镜通过旋转的多面体反射镜,将激光反射到不同的方向;二维转镜顾名思义内部集成了两个转镜,一个多边棱镜负责横向旋转,一个负责纵向翻转,实现一束激光包揽横纵双向扫描。转镜激光雷达体积小、成本低,与机械式激光雷达效果一致,但机械频率也很高,在寿命上不够理想。港口作业借助激光雷达引导装卸,提升集装箱操作准度。汽车激光雷达渠道激光雷达的...