原理,激光雷達(dá)( Light Detection and Ranging,LIDAR)是激光檢測和測距系統(tǒng)的簡稱,通過對外發(fā)射激光脈沖來進(jìn)行物體檢測和測距。激光雷達(dá)采用飛行時(shí)間(Time of Flight,TOF)測距,發(fā)射器先發(fā)送一束激光,遇到障礙物后反射回來,由接收器接收,然后通過計(jì)算激光發(fā)送和接收的時(shí)間差,得到目標(biāo)和自己的相對距離。如果采用多束激光并且360度旋轉(zhuǎn)掃描,就可以得到整個(gè)環(huán)境的三維信息。激光雷達(dá)掃描出來的是一系列的點(diǎn),因此激光雷達(dá)掃描出來的結(jié)果也叫“激光點(diǎn)云”。激光雷達(dá)助無人駕駛感知路況,讓出行安全高效。河南激光雷達(dá)廠商
激光雷達(dá)的構(gòu)成與分類:激光雷達(dá)的構(gòu)成,激光雷達(dá)發(fā)展到現(xiàn)在,其結(jié)構(gòu)精密且復(fù)雜,主要由激光系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信號(hào)處理單元和掃描模塊四大主要組件構(gòu)成。激光器以脈沖的方式點(diǎn)亮發(fā)射激光,照射到障礙物后對物體進(jìn)行3D掃描,反射光線經(jīng)由鏡頭組匯聚到接收器上。信號(hào)處理單元負(fù)責(zé)控制激光器的發(fā)射,并將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào),然后進(jìn)入主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和計(jì)算。進(jìn)一步的,我們可以根據(jù)以下指標(biāo)判斷激光雷達(dá)的好壞。視場角,視場角決定了激光雷達(dá)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。上海覓道Mid-360激光雷達(dá)設(shè)備遠(yuǎn)探測 70 米 @80% 反射率,Mid - 360 無懼室外強(qiáng)光,性能穩(wěn)定。
反射強(qiáng)度,LiDAR 返回的每個(gè)數(shù)據(jù)中,除了根據(jù)速度和時(shí)間計(jì)算出的反射強(qiáng)度其實(shí)是指激光點(diǎn)回波功率和發(fā)射功率的比值。而激光的反射強(qiáng)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(diǎn)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(shí)間戳和編碼信息,LiDAR 通常從硬件層面支持授時(shí),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(shí)間戳。通常會(huì)提供支持三種時(shí)間同步接口,IEEE 15882008同步,遵循精確時(shí)間協(xié)議,通過以太網(wǎng)對測量以及系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)精確的時(shí)鐘同步。
這里就來分享一下激光雷達(dá)在實(shí)際應(yīng)用中的那些小細(xì)節(jié)~工作原理:激光雷達(dá)是基于時(shí)間飛行(TOF)工作原理;激光雷達(dá)發(fā)射激光脈沖,并測量此脈沖經(jīng)被測目標(biāo)表面反射后返回的時(shí)間,然后換算成距離數(shù)據(jù)發(fā)射光和接受光時(shí)間差為t,c為光速,則雷達(dá)與目標(biāo)的距離為雷達(dá)通過一個(gè)反射鏡對測距激光脈沖進(jìn)行反射。當(dāng)反射鏡被電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),從而形成一個(gè)與旋轉(zhuǎn)軸垂直的掃描平面。雷達(dá)定時(shí)發(fā)出脈沖光,同時(shí)電機(jī)帶動(dòng)發(fā)射鏡旋轉(zhuǎn),這樣就可以構(gòu)成二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。激光雷達(dá)的智能化處理提高了數(shù)據(jù)解析的自動(dòng)化水平。
旋轉(zhuǎn)透射棱鏡:棱鏡激光雷達(dá)也稱為雙楔形棱鏡激光雷達(dá),內(nèi)部包括兩個(gè)楔形棱鏡,激光在通過頭一個(gè)楔形棱鏡后發(fā)生一次偏轉(zhuǎn),通過第二個(gè)楔形棱鏡后再一次發(fā)生偏轉(zhuǎn)??刂苾擅胬忡R的相對轉(zhuǎn)速便可以控制激光束的掃描形態(tài)。棱鏡激光雷達(dá)累積的掃描圖案形狀像花瓣,中心點(diǎn)掃描次數(shù)密集,圓的邊緣則相對稀疏,掃描時(shí)間持久才能豐富圖像,所以需要加入多個(gè)激光雷達(dá)共工作,以便達(dá)到更高的效果。棱鏡可以通過增加激光線束和功率實(shí)現(xiàn)高精與長距離探測,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積更難控制,軸承與襯套磨損風(fēng)險(xiǎn)較大。在航海領(lǐng)域,激光雷達(dá)為船舶提供了安全導(dǎo)航保障。Horizon激光雷達(dá)價(jià)位
通過分析激光雷達(dá)數(shù)據(jù),研究人員能夠精確評估環(huán)境變化。河南激光雷達(dá)廠商
為了克服探測距離的限制,F(xiàn)LASH激光雷達(dá)的表示廠商Ibeo、LedderTech開始在激光收發(fā)模塊進(jìn)行創(chuàng)新。車規(guī)級激光雷達(dá)鼻祖Ibeo,則一步到位推出了單光子激光雷達(dá),Ibeo稱其為Focal Plane Array焦平面,實(shí)際也可歸為FlASH激光雷達(dá)。2019年8月27日,長城汽車與德國激光雷達(dá)廠商Ibeo正式簽署了激光雷達(dá)技術(shù)戰(zhàn)略合作協(xié)議,三方合作的產(chǎn)品基礎(chǔ)就是ibeonEXT Generic 4D Solid State LiDAR。從長遠(yuǎn)來看,F(xiàn)LASH激光雷達(dá)芯片化程度高,規(guī)模化量產(chǎn)后大概率能拉低成本,隨著技術(shù)的發(fā)展,F(xiàn)LASH激光雷達(dá)有望成為主流的技術(shù)方案。河南激光雷達(dá)廠商