激光雷達的構成與分類:激光雷達的構成,激光雷達發展到現在,其結構精密且復雜,主要由激光系統、接收系統、信號處理單元和掃描模塊四大主要組件構成。激光器以脈沖的方式點亮發射激光,照射到障礙物后對物體進行3D掃描,反射光線經由鏡頭組匯聚到接收器上。信號處理單元負責控制激光器的發射,并將接收到的模擬信號轉為數字信號,然后進入主控芯片進行數據的處理和計算。進一步的,我們可以根據以下指標判斷激光雷達的好壞。視場角,視場角決定了激光雷達能夠看到的視野范圍,分為水平視場角和垂直視場角,視場角越大,表示視野范圍越大,反之則表示視野范圍越小。激光雷達在智能機器人導航中發揮著至關重要的作用。國產激光雷達現貨直發
緊接著,一個激光雷達如果能在同一個空間內,按照設定好的角度發射多條激光,就能得到多條基于障礙物的反射信號。再配合時間范圍、激光的掃描角度、GPS 位置和 INS 信息,經過數據處理后,這些信息配合x,y,z坐標,就會成為具有距離信息、空間位置信息等的三維立體信號,再基于軟件算法組合起來,系統就可以得到線、面、體等各種相關參數,以此建立三維點云圖,繪制出環境地圖,就能變成汽車的“眼睛”。激光雷達是由激光發射單元和激光接收單元組成,發射單元的工作方式是向外發射激光束層,層數越多,精度也越高(如下圖所示),不過這也意味著傳感器尺寸越大。發射單元將激光發射出去后,當激光遇到障礙物會反射,從而被接收器接收,接收器根據每束激光發射和返回的時間,創建一組點云,高質量的激光雷達,每秒較多可以發出200多束激光。吉林覓道Mid-70激光雷達電力巡檢時激光雷達識別線路故障,提高巡檢精度。
激光雷達在ADAS應用:海內外持續發展,2025年全球市場規模有望達6.2億美元。2020年10月,百度在北京全方面開放無人駕駛出租車服務,在13個城市部署總數測試車輛,并且與一汽紅旗合作實現了中國首條L4級自動駕駛乘用車生產線建設,具備批量生產能力。根據Forst&Sullivan研究估計,2026年ADAS領域使用激光雷達產業規模有望達12.9億美元。其中,中國、美國、其他地區分別為6.7/3.5/2.7億美元。2030年ADAS領域使用激光雷達產業規模有望達64.9億美元,其中中國、美國、其他地區分別為32.5/13.0/19.5億美元。
調頻連續波FMCW激光雷達,以三角波調頻連續波為例來介紹其測距/測速原理。藍色為發射信號頻率,紅色為接收信號頻率,發射的激光束被反復調制,信號頻率不斷變化。激光束擊中障礙物被反射,反射會影響光的頻率,當反射光返回到檢測器,與發射時的頻率相比,就能測量兩種頻率之間的差值,與距離成比例,從而計算出物體的位置信息。FMCW的反射光頻率會根據前方移動物體的速度而改變,結合多普勒效應,即可計算出目標的速度。優點:每個像素都有多普勒信息,含速度信息;解決Lidar間串擾問題;不受環境光影響,探測靈敏度高;缺點:不能探測切向運動目標。激光雷達的精密設計使其能在狹小空間內準確測量。
新思科技提供的多個光學和光子學工具,可用于支持LiDAR的系統級和元件級設計:CODE V 光學設計軟件,用于在LiDAR系統中設計光學接收系統。光學設計應用:在 LiDAR系統中優化接收器上的圈入能量。使用CODE V優化LiDAR中的接收光學系統,LightTools 照明設計軟件能模擬雨滴、霧霾等大氣環境對光信號探測造成的影響,并能獲取返回光程數據以解決飛行時間計算問題。用于 LiDAR 和激光光源的功能。使用LightTools模擬LiDAR光學系統,Photonic Solutions光子方案模擬工具,能夠對LiDAR系統中的多個組件進行優化設計。物流分揀依靠激光雷達引導機械臂,快速準確分揀貨物。機械式激光雷達批發
激光雷達的實時數據反饋為決策者提供了有力支持。國產激光雷達現貨直發
發射模組:Flash激光雷達采用的是垂直腔面發射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser,VCSEL),比其他激光器更小、更輕、更耐用、更快、更易于制造,并且功率效率更高。接收模組:Flash激光雷達的性能主要取決于焦平面探測器陣列的靈敏度。焦平面探測器陣列可使用PIN型光電探測器,在探測器前端加上透鏡單元并采用高性能讀出電路,可實現短距離探測。對于遠距離探測需求,需要使用到雪崩型光電探測器,其探測的靈敏度高,可實現單光子探測,基于APD的面陣探測器具有遠距離單幅成像、易于小型化等優點。優點:一次性實現全局成像來完成探測,無需考慮運動補償;無掃描器件,成像速度快;集成度高,體積小;芯片級工藝,適合量產;全固態優勢,易過車規缺點:激光功率受限,探測距離近;抗干擾能力差;角分辨率低國產激光雷達現貨直發