激光雷達(dá)結(jié)構(gòu),激光雷達(dá)的關(guān)鍵部件按照信號處理的信號鏈包括控制硬件DSP(數(shù)字信號處理器)、激光驅(qū)動、激光發(fā)射發(fā)光二極管、發(fā)射光學(xué)鏡頭、接收光學(xué)鏡頭、APD(雪崩光學(xué)二極管)、TIA(可變跨導(dǎo)放大器)和探測器,如下圖所示。其中除了發(fā)射和接收光學(xué)鏡頭外,都是電子部件。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速演進(jìn),性能逐步提升的同時成本迅速降低。但是光學(xué)組件和旋轉(zhuǎn)機(jī)械則占具了激光雷達(dá)的大部分成本。激光雷達(dá)的種類,把激光雷達(dá)按照掃描方式來分類,目前有機(jī)械式激光雷達(dá)、半固態(tài)激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)三大類。其中機(jī)械式激光雷達(dá)較為常用,固態(tài)激光雷達(dá)為未來業(yè)界大力發(fā)展方向,半固態(tài)激光雷達(dá)是機(jī)械式和純固態(tài)式的折中方案,屬于目前階段量產(chǎn)裝車的主力軍。在某些領(lǐng)域,激光雷達(dá)被用于偵察和目標(biāo)識別。河南機(jī)器人激光雷達(dá)
工業(yè)自動化與自動駕駛:工業(yè)自動化,機(jī)器人應(yīng)用范圍包括無人送貨小車、自動清掃車輛、園區(qū)內(nèi)的接駁車、港口或礦區(qū)的無人作業(yè)車、執(zhí)行監(jiān)控或巡線任務(wù)的無人機(jī)等,這些場景的主要特點(diǎn)是路線相對固定、環(huán)境相對簡單、行駛速度相對較低(通常不超過30km/h)。激光雷達(dá)可安裝在AGV等小型車輛中,在工廠或倉庫中,集成激光雷達(dá)可以被用于導(dǎo)航自動化設(shè)備,如自動引導(dǎo)車和機(jī)器人,并幫助它們避免撞擊障礙物,以幫助其在無人環(huán)境下自動感知路線從而進(jìn)行日常作業(yè)。深圳Horizon激光雷達(dá)從 2D 升至 3D 感知,覽沃 Mid - 360 提升移動機(jī)器人室內(nèi)建圖定位效率。
車聯(lián)網(wǎng)+機(jī)器人,智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)等場景有助于催生路側(cè)激光雷達(dá)市場成長。世界范圍來看,中國車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度較快,戰(zhàn)略化程度較高。2020 年 2 月,國家發(fā)展革新委、工信部、科技部等 11 個部委聯(lián)合印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》,提出到 2025 年,車用無線通信網(wǎng)絡(luò)(LTE-V2X 等)實現(xiàn)區(qū)域覆蓋,新一代車用無線通信網(wǎng)絡(luò)(5G-V2X)逐步開展應(yīng)用,高精度時空基準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全覆蓋。激光雷達(dá)結(jié)合智能算法,能夠提供高精度的位置、形狀、姿態(tài)等信息,實現(xiàn)對交通狀況進(jìn)行全局性的精確把控,對車路協(xié)同功能的實現(xiàn)至關(guān)重要。隨著智能城市、智能交通項目的落地,未來該市場對激光雷達(dá)的需求將呈現(xiàn)穩(wěn)定增長態(tài)勢。
激光雷達(dá)難點(diǎn):當(dāng)周邊環(huán)境中存在透明介質(zhì) (如潔凈水體) 時,位于透明介質(zhì)內(nèi)部或后方的目標(biāo)能夠被測到。由于光線在透明介質(zhì)中會發(fā)生折射,被測目標(biāo)實際上位于折射光路上,而測量結(jié)果則位于直線光路上,測量出的目標(biāo)位置會發(fā)生偏差,此外,雷達(dá)也可能會收到兩個反射回波,一個來自于透明介質(zhì)內(nèi)部或后方的實際目標(biāo)表面的反射,另一個來自于不完全潔凈的透明介質(zhì)表面的漫反射,此時的測量結(jié)果不確定,有可能是介質(zhì)表面,也可能是實際目標(biāo)。考古發(fā)掘使用激光雷達(dá)掃描遺址,助力文物保護(hù)研究。
應(yīng)用層面,目前暫無車規(guī)級量產(chǎn)案例,OPA方案的表示企業(yè)為Quanergy。2021年8月,Quanergy對其OPA固達(dá)態(tài)激光雷達(dá)S3系列完成駕駛實測演示。測試結(jié)果顯示,S3系列固態(tài)激光雷達(dá)可以提供超過10萬小時的平均無故障時間(MTBF),在全光照下實現(xiàn)100米的探測性能,大規(guī)模量產(chǎn)后的目標(biāo)價格為500美元。由于結(jié)構(gòu)簡單,F(xiàn)lash閃光激光雷達(dá)是目前純固態(tài)激光雷達(dá)較主流的技術(shù)方案。但是由于短時間內(nèi)發(fā)射大面積的激光,因此在探測精度和探測距離上會受到較大的影響,主要用于較低速的無人駕駛車輛,例如無人外賣車、無人物流車等,對探測距離要求較低的自動駕駛解決方案中。激光雷達(dá)在醫(yī)療領(lǐng)域被用于人體三維掃描和診斷。北京四探頭激光雷達(dá)渠道
智能零售中激光雷達(dá)分析顧客行為,優(yōu)化店鋪空間布局。河南機(jī)器人激光雷達(dá)
LiDAR 數(shù)據(jù)通常在空中收集,如NOAA在加州大蘇爾Bixby大橋上空的調(diào)查飛機(jī)(右圖)。這里的LiDAR數(shù)據(jù)顯示了Bixby大橋的俯視圖(左上)和側(cè)視圖(左下)。NOAA的科學(xué)家使用基于LiDAR的裝置檢查自然和人造環(huán)境。LiDAR數(shù)據(jù)支持洪水和風(fēng)暴潮建模、水動力建模、海岸線測繪、應(yīng)急響應(yīng)、水文測量以及海岸脆弱性分析等活動。此外,地形LiDAR使用近紅外激光繪制地形和建筑物地圖,而測深LiDAR使用透水綠光繪制海底和河床地圖。在農(nóng)業(yè)中,LiDAR可用于繪制拓?fù)鋱D和作物生長圖,從而提供有關(guān)肥料需求和灌溉需求的信息。河南機(jī)器人激光雷達(dá)