反射強度,LiDAR 返回的每個數(shù)據(jù)中,除了根據(jù)速度和時間計算出的反射強度其實是指激光點回波功率和發(fā)射功率的比值。而激光的反射強度根據(jù)現(xiàn)有的光學(xué)模型,可以較好的刻畫為以下模型。我們可以看到,激光點的反射率和距離的平方成反比,和物體的入射角成反比。入射角是入射光線與物體表面法線的夾角。時間戳和編碼信息,LiDAR 通常從硬件層面支持授時,即有硬件 trigger 觸發(fā) LiDAR 數(shù)據(jù),并支持給這一幀數(shù)據(jù)打上時間戳。通常會提供支持三種時間同步接口,IEEE 15882008同步,遵循精確時間協(xié)議,通過以太網(wǎng)對測量以及系統(tǒng)控制實現(xiàn)精確的時鐘同步。在航海領(lǐng)域,激光雷達為船舶提供了安全導(dǎo)航保障。甘肅車載激光雷達
工業(yè)自動化與自動駕駛:工業(yè)自動化,機器人應(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)的無人機等,這些場景的主要特點是路線相對固定、環(huán)境相對簡單、行駛速度相對較低(通常不超過30km/h)。激光雷達可安裝在AGV等小型車輛中,在工廠或倉庫中,集成激光雷達可以被用于導(dǎo)航自動化設(shè)備,如自動引導(dǎo)車和機器人,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行日常作業(yè)。北京車載激光雷達激光雷達在無人倉儲系統(tǒng)中實現(xiàn)貨物的精確定位。
工作原理,F(xiàn)lash原本的意思為快閃。而Flash激光雷達的原理也是快閃,不像MEMS或OPA的方案會去進行掃描,而是短時間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光,再以高度靈敏的接收器,來完成對環(huán)境周圍圖像的繪制。因此,F(xiàn)lash固態(tài)激光雷達屬于非掃描式雷達,發(fā)射面陣光,是以2維或3維圖像為重點輸出內(nèi)容的激光雷達。某種意義上,它有些類似于黑夜中的照相機,光源由自己主動發(fā)出。Flash激光雷達的成像原理是發(fā)射大面積激光一次照亮整個場景,然后使用多個傳感器接收檢測和反射光。但較大的問題是,這種工作模式需要非常高的激光功率。
激光雷達的應(yīng)用:1、林業(yè)調(diào)繪,森林中的樹木結(jié)構(gòu)和高度的可視化是LiDAR應(yīng)用真正成功的領(lǐng)域。但激光雷達真的能“穿透”樹木嗎?想象一下,你站在森林中間,抬頭看。你能看到陽光嗎?如果您可以看到光線透過,那么LiDAR也可以。當(dāng)你知道樹的高度和地面的高度時,你就會得到一個真正的垂直剖面,如果你真的想要一個3D植被結(jié)構(gòu),地面LiDAR也可以生成逼真的3D模型。其實,地球科學(xué)激光高度計系統(tǒng)(GLAS)是頭一個從太空繪制森林地圖的激光測距(LiDAR)儀器。2、確定土地用途,激光雷達分類代碼包括地面、植被(低,中,高)、建筑、架空導(dǎo)線、公路、鐵路和水等等,每個分類定義都來自反射的激光脈沖。甚至通過多期數(shù)據(jù)監(jiān)測可以穩(wěn)定地了解我們星球的動態(tài)變化,包括氣候變化。航空測繪依靠激光雷達獲取數(shù)據(jù),服務(wù)城市規(guī)劃建設(shè)。
對于激光的波長,目前主要使用使用波長為905nm和1550nm的激光發(fā)射器,波長為1550nm的光線不容易在人眼液體中傳輸。故1550nm可在保證安全的前提下較大程度上提高發(fā)射功率。大功率能得到更遠的探測距離,長波長也能提高抗干擾能力。但是1550nm激光需使用InGaAs,目前量產(chǎn)困難。故當(dāng)前更多使用Si材質(zhì)量產(chǎn)905nm的LiDAR。通過限制功率和脈沖時間來保證安全性。技術(shù)原理,激光雷達探測的具體技術(shù)可以分為TOF飛行時間法與相干探測方法。其中ToF方法可以進一步區(qū)分為iToF和dToF方法;飛行時間(ToF)探測方法,通過直接計算發(fā)射及接收電磁波的時間差測量被測目標(biāo)的距離;相干探測方法(如:FMCW),通過測量發(fā)射電磁波與返回電磁波的頻率變化解調(diào)出被測目標(biāo)的距離及速度。為服務(wù)機器人規(guī)劃路徑,助其在室內(nèi)外自主移動作業(yè)。江蘇Hap激光雷達廠商
激光雷達用于林業(yè)監(jiān)測樹木參數(shù),為森林資源評估提供助力。甘肅車載激光雷達
參數(shù)指標(biāo):(一)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。以圖3中的激光雷達為例,旋轉(zhuǎn)式激光雷達的水平視場角為360°,垂直視場角為26.9°,固態(tài)激光雷達的水平視場角為60°,垂直視場角為20°。(二)線數(shù),線數(shù)越高,表示單位時間內(nèi)采樣的點就越多,分辨率也就越高,目前無人駕駛車一般采用32線或64線的激光雷達。(三)分辨率,分辨率和激光光束之間的夾角有關(guān),夾角越小,分辨率越高。固態(tài)激光雷達的垂直分辨率和水平分辨率大概相當(dāng),約為0.1°,旋轉(zhuǎn)式激光雷達的水平角分辨率為0.08°,垂直角分辨率約為0.4°。甘肅車載激光雷達