如今,LiDAR經(jīng)常用于創(chuàng)建所處空間的三維模型。自主導(dǎo)航是使用LiDAR系統(tǒng)生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的應(yīng)用之一。微型LiDAR系統(tǒng)甚至能夠嵌入在手機(jī)大小的設(shè)備中。LiDAR 在現(xiàn)實(shí)世界中如何發(fā)揮作用,自主導(dǎo)航中的態(tài)勢(shì)感知是LiDAR的一個(gè)較引人入勝的應(yīng)用。任何移動(dòng)車輛的態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)都需要同樣了解其周圍的靜止和移動(dòng)物體。例如,雷達(dá)技術(shù)長(zhǎng)期以來用于探測(cè)飛機(jī)。對(duì)于地面車輛,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)LiDAR非常有用,因?yàn)樗軌虼_定物體的距離并且在方向性上非常精確。探測(cè)光束能夠在角度上精確定向并快速掃描,據(jù)此創(chuàng)建三維模型點(diǎn)云數(shù)據(jù)。因?yàn)檐囕v周圍的情況是高度動(dòng)態(tài)的,所以快速掃描能力對(duì)這類應(yīng)用至關(guān)重要。覽沃 Mid - 360 體積小巧,可為 10cm 小盲區(qū),嵌入式安裝實(shí)現(xiàn)無盲區(qū)覆蓋。吉林量子雷達(dá)激光雷達(dá)
發(fā)射模組:Flash激光雷達(dá)采用的是垂直腔面發(fā)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(dá)的性能主要取決于焦平面探測(cè)器陣列的靈敏度。焦平面探測(cè)器陣列可使用PIN型光電探測(cè)器,在探測(cè)器前端加上透鏡單元并采用高性能讀出電路,可實(shí)現(xiàn)短距離探測(cè)。對(duì)于遠(yuǎn)距離探測(cè)需求,需要使用到雪崩型光電探測(cè)器,其探測(cè)的靈敏度高,可實(shí)現(xiàn)單光子探測(cè),基于APD的面陣探測(cè)器具有遠(yuǎn)距離單幅成像、易于小型化等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn):一次性實(shí)現(xiàn)全局成像來完成探測(cè),無需考慮運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償;無掃描器件,成像速度快;集成度高,體積?。恍酒?jí)工藝,適合量產(chǎn);全固態(tài)優(yōu)勢(shì),易過車規(guī)缺點(diǎn):激光功率受限,探測(cè)距離近;抗干擾能力差;角分辨率低浙江livox激光雷達(dá)激光雷達(dá)在智能機(jī)器人導(dǎo)航中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
目前,由于MEMS上游供應(yīng)鏈已經(jīng)相對(duì)成熟,比如Luminar的MEMS半固態(tài)激光雷達(dá)已將制造成本降低到了500-1000美元,使規(guī)模量產(chǎn)成為了可能。國(guó)內(nèi)方面,速騰聚創(chuàng)和廣汽埃安、威馬、極氪等11家車企建立了合作,同時(shí)其產(chǎn)品「RS-LiDAR-M1」已于2020年12月開始批量出貨,成為全球頭一款批量交付的車規(guī)級(jí)MEMS激光雷達(dá)。海外方面,Luminar在全球范圍內(nèi)已擁有50多位行業(yè)合作伙伴,其中包括沃爾沃、上汽飛凡汽車、小馬智行等。半固態(tài)—轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá),轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)與MEMS激光雷達(dá)差異在于,前者的掃描鏡是圍繞著圓心旋轉(zhuǎn),后者則是圍繞著某條直徑上下振動(dòng)。相比之下,轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)的功耗更低,散熱難度更低,因而也更容易擁有比較高的可靠性。
泛光面陣式(FLASH),泛光面陣式是目前全固態(tài)激光雷達(dá)中較主流的技術(shù),其原理也就是快閃,它不像 MEMS 或 OPA 的方案會(huì)去進(jìn)行掃描,而是短時(shí)間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測(cè)區(qū)域的激光,再以高度靈敏的接收器,來完成對(duì)環(huán)境周圍圖像的繪制。我們以目前較為成熟的車載 MEMS 式激光雷達(dá)為例,講解其關(guān)鍵的硬件參數(shù)。這主要是因?yàn)榧す獍l(fā)射器和接收器不能做在一起導(dǎo)致的,此方案本身便存在小量的誤差?,F(xiàn)在很多方案,都是向著共軸努力。激光雷達(dá)的測(cè)距精度,隨著距離的變化而變化。激光雷達(dá)能夠快速捕獲運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)信息。
關(guān)于實(shí)際量程:雷達(dá)對(duì)特定目標(biāo)的實(shí)際量程會(huì)受到如下因素的影響:1、目標(biāo)漫反射率,目標(biāo)漫反射率不但與材質(zhì)有關(guān),也與表面朝向有關(guān)。目標(biāo)漫反射率越高,實(shí)際量程就越遠(yuǎn);2、反射面積,目標(biāo)表面被激光光斑覆蓋的面積。覆蓋面積越大,實(shí)際測(cè)量距離越遠(yuǎn);3、透光罩臟污程度,雷達(dá)的透光罩臟污會(huì)造成透光性能下降,透光性能下降得越多,測(cè)量能力越差,透光率下降至 60%時(shí),測(cè)量能力可能完全失效;4、大氣條件,雷達(dá)的實(shí)際測(cè)量能力同時(shí)受到大氣條件的影響,特別是在戶外工作時(shí)。大氣的光傳播能力越差,雷達(dá)的實(shí)際測(cè)量能力越低。在極端天氣條件 (例如濃霧)下,測(cè)量能力會(huì)完全失效。激光雷達(dá)在災(zāi)害救援中提供了準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)信息支持。吉林量子雷達(dá)激光雷達(dá)
激光雷達(dá)的智能化校準(zhǔn)功能減少了人工干預(yù)的需要。吉林量子雷達(dá)激光雷達(dá)
優(yōu)劣勢(shì)分析,優(yōu)勢(shì):MEMS激光雷達(dá)因?yàn)閿[脫了笨重的「旋轉(zhuǎn)電機(jī)」和「掃描鏡」等機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置,去除了金屬機(jī)械結(jié)構(gòu)部件,同時(shí)配備的是毫米級(jí)的微振鏡,這較大程度上減少了MEMS激光雷達(dá)的尺寸,與傳統(tǒng)的光學(xué)掃描鏡相比,在光學(xué)、機(jī)械性能和功耗方面表現(xiàn)更為突出。其次,得益于激光收發(fā)單元的數(shù)量的減少,同時(shí)MEMS振鏡整體結(jié)構(gòu)所使用的硅基材料還有降價(jià)空間,因此MEMS激光雷達(dá)的整體成本有望進(jìn)一步降低。劣勢(shì):MEMS激光雷達(dá)的「微振鏡」屬于振動(dòng)敏感性器件,同時(shí)硅基MEMS的懸臂梁結(jié)構(gòu)非常脆弱,外界的振動(dòng)或沖擊極易直接致其斷裂,車載環(huán)境很容易對(duì)其使用壽命和工作穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。吉林量子雷達(dá)激光雷達(dá)