機械式激光雷達,工作原理,發射和接收模塊被電機電動進行360度旋轉。在豎直方向上排布多組激光線束,發射模塊以一定頻率發射激光線,通過不斷旋轉發射頭實現動態掃描。優劣勢分析,優勢:機械式激光雷達作為較早裝車的產品,技術已經比較成熟,因為其是由電機控制旋轉,所以可以長時間內保持轉速穩定,每次掃描的速度都是線性的。并且由于『站得高』,機械式激光雷達可以對周圍環境進行精度夠高并且清晰穩定的360度環境重構。劣勢:雖然技術成熟,但因為其內部的激光收發模組線束多,并且需要復雜的人工調整,制造周期長,所以成本并不低,并且可靠性差,導致可量產性不高。其次,機械式激光雷達體積過大,消費者接受度不高。然后,它的壽命大約在1000h~3000h,而汽車廠商的要求是至少13000h,這也決定了其很難走向C端市場。考古發掘使用激光雷達掃描遺址,助力文物保護研究。陜西三維激光雷達
激光雷達的工作原理:對人畜無害的紅外光束Light Pluses發射、反射和接收來探測物體。能探測的對象:白天或黑夜下的特定物體與車之間的距離。甚至由于反射度的不同,車道線和路面也是可以區分開來的。哪些物體無法探測:光束無法探測到被遮擋的物體。車用激光雷達工作原理就是蝙蝠測距用的回波時間(Time of Flight,縮寫為TOF)測量方法。分析目標物體表面的反射能量大小、反射波譜的幅度、頻率和相位等信息,輸出點云,從而呈現出目標物精確的三維結構信息。陜西三維激光雷達激光雷達的高精度三維成像為地質勘探提供了有力支持。
激光雷達是實現更高級別自動駕駛(L3級別以上),以及更高安全性的良好途徑,相比于毫米波雷達,激光雷達的分辨率更高、穩定性更好、三維數據也更可靠。什么是激光雷達?激光雷達(LiDAR)是光探測與測距(Light Detection and Ranging)技術的縮寫。在工作過程中,激光束從光源發射并被場景中的物體反射回探測器,通過測量光束飛行時間(Time of Flight,簡稱ToF),可以推算出場景內物體的距離,并生成距離地圖。所謂雷達,就是用電磁波探測目標的電子設備。激光雷達(LightDetectionAndRanging,簡稱"LiDAR"),顧名思義就是以激光來探測目標的雷達。我們知道波長與頻率成反比,波長越長,衍射能力越強,傳播的距離也就越長。
激光雷達結構,激光雷達的關鍵部件按照信號處理的信號鏈包括控制硬件DSP(數字信號處理器)、激光驅動、激光發射發光二極管、發射光學鏡頭、接收光學鏡頭、APD(雪崩光學二極管)、TIA(可變跨導放大器)和探測器,如下圖所示。其中除了發射和接收光學鏡頭外,都是電子部件。隨著半導體技術的快速演進,性能逐步提升的同時成本迅速降低。但是光學組件和旋轉機械則占具了激光雷達的大部分成本。激光雷達的種類,把激光雷達按照掃描方式來分類,目前有機械式激光雷達、半固態激光雷達和固態激光雷達三大類。其中機械式激光雷達較為常用,固態激光雷達為未來業界大力發展方向,半固態激光雷達是機械式和純固態式的折中方案,屬于目前階段量產裝車的主力軍。激光雷達在地質勘探中實現了對地下礦藏的精確定位。
MEMS陣鏡激光雷達優點:MEMS微振鏡擺脫了笨重的馬達、多發射/接收模組等機械運動裝置,毫米級尺寸的微振鏡較大程度上減少了激光雷達的尺寸,提高了穩定性;MEMS微振鏡可減少激光發射器和探測器數量,極大地降低成本。缺點:有限的光學口徑和掃描角度限制了Lidar的測距能力和FOV,大視場角需要多子視場拼接,這對點云拼接算法和點云穩定度要求都較高;抗沖擊可靠性存疑;振鏡尺寸問題:遠距離探測需要較大的振鏡,不但價格貴,對快軸/慢軸負擔大,材質的耐久疲勞度存在風險,難以滿足車規的DV、PV的可靠性、穩定性、沖擊、跌落測試要求;懸臂梁:硅基MEMS的懸臂梁結構實際非常脆弱,快慢軸同時對微振鏡進行反向扭動,外界的振動或沖擊極易直接致其斷裂。激光雷達的精密設計使其能在狹小空間內準確測量。河北激光雷達市價
激光雷達通過多角度掃描,獲取目標的完整信息。陜西三維激光雷達
工作原理,相控陣雷達發射的是電磁波,OPA(Optical Phase Array的簡稱,即光學相控陣)激光雷達發射的是光,而光和電磁波一樣也表現出波的特性,所以原理上是一樣的。波與波之間會產生干涉現象,通過控制相控陣雷達平面陣列各個陣元的電流相位,利用相位差可以讓不同的位置的波源會產生干涉(類似的是兩圈水波相互疊加后,有的方向會相互抵消,有的會相互增強),從而指向特定的方向,往復控制便得以實現掃描效果。利用光的相干性質,通過人為控制相位差實現不同方向的光發射效果;我們知道光和電磁波一樣也表現出波的特性,因此同樣可以利用相位差控制干涉讓激光“轉向”特定的角度,往復控制實現掃描效果。陜西三維激光雷達
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