現(xiàn)代雷達(dá)的波長一般是到米級別,例如火控雷達(dá)的波長是1-5厘米,汽車?yán)走_(dá)的波長是1-10毫米。當(dāng)波長進(jìn)一步壓縮(頻率進(jìn)一步提高),在紅外線、可見光、紫外線區(qū)域即可激發(fā)出激光,用激光做探測源的雷達(dá),稱為激光雷達(dá)。1928年,德國的Landenburg(蘭登伯格)在研究氛氣色散現(xiàn)象實驗間接證實了受激輻射的存在,也直接給出了受激輻射的發(fā)生條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。1947年,Lamb(蘭姆)和Reherford(雷瑟福)在氧原子光譜中發(fā)現(xiàn)了明顯的受激輻射這是受激輻射頭一次被實驗驗證,蘭姆也因此在1955年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。1950年,法國物理學(xué)家Kastler(卡斯特勒)提出了光學(xué)泵浦的方法。他也因為提出了這種利用光學(xué)于段研究微波諧振的方法而獲諾貝爾獎。雷達(dá)點云激光雷達(dá)通過精確測量和高分辨率的點云數(shù)據(jù),實現(xiàn)對目標(biāo)物體形狀和位置的準(zhǔn)確描述。浙江汽車激光雷達(dá)供應(yīng)
MEMS:MEMS激光雷達(dá)通過“振動”調(diào)整激光反射角度,實現(xiàn)掃描,激光發(fā)射器固定不動,但很考驗接收器的能力,而且壽命同樣是行業(yè)內(nèi)的重大挑戰(zhàn)。支撐振鏡的懸臂梁角度有限,覆蓋面很小,所以需要多個雷達(dá)進(jìn)行共同拼接才能實現(xiàn)大視角覆蓋,這就會在每個激光雷達(dá)掃描的邊緣出現(xiàn)不均勻的畸變與重疊,不利于算法處理。另外,懸臂梁很細(xì),機(jī)械壽命也有待進(jìn)一步提升。振鏡+轉(zhuǎn)鏡:在轉(zhuǎn)鏡的基礎(chǔ)上加入振鏡,轉(zhuǎn)鏡負(fù)責(zé)橫向,振鏡負(fù)責(zé)縱向,滿足更寬泛的掃射角度,頻率更高價格相比前兩者更貴,但同樣面臨壽命問題。江西Hap激光雷達(dá)激光雷達(dá)通過發(fā)射激光束,精確測量目標(biāo)距離,是自動駕駛的關(guān)鍵傳感器。
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)實世界中如何發(fā)揮作用,自主導(dǎo)航中的態(tài)勢感知是LiDAR的一個較引人入勝的應(yīng)用。任何移動車輛的態(tài)勢感知系統(tǒng)都需要同樣了解其周圍的靜止和移動物體。例如,雷達(dá)技術(shù)長期以來用于探測飛機(jī)。對于地面車輛,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)LiDAR非常有用,因為它能夠確定物體的距離并且在方向性上非常精確。探測光束能夠在角度上精確定向并快速掃描,據(jù)此創(chuàng)建三維模型點云數(shù)據(jù)。因為車輛周圍的情況是高度動態(tài)的,所以快速掃描能力對這類應(yīng)用至關(guān)重要。
激光的誕生,光子入射到物質(zhì)中,以刺激電子從較高能級過渡到較低能級,并發(fā)射光子。當(dāng)原子處于某種激發(fā)態(tài)時,有能量合適的光子從該原子附近通過,該原子就會釋放出一個具有同樣電勢能的光子,從而躍遷到低能級狀態(tài)。入射光子和發(fā)射光子具有相同的波長和相位,該波長對應(yīng)于兩個能級之間的能量差。一個光子刺激一個原子發(fā)射另一個光子,因此產(chǎn)生兩個相同的光子,1917年,愛因斯坦在量子理論的基礎(chǔ)上提出了一個嶄新的概念一一受激輻射:即在物質(zhì)與輻射場的相互作用中,構(gòu)成物質(zhì)的原子或分子可以在光子的激勵下產(chǎn)生光子。激光雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域還包括機(jī)器人導(dǎo)航、安防監(jiān)控等,可以滿足不同行業(yè)對于距離測量和目標(biāo)探測的需求。
1951年,美國物理學(xué)家Purcel(珀賽爾)在用微波波譜學(xué)的方法制定核磁矩的同時,意外地觀察到了50HZ的受激輻射,并把粒子數(shù)反轉(zhuǎn)稱為“負(fù)溫1度”狀態(tài),這使人們對玻爾茲曼分布有了更全方面也更深刻的認(rèn)識。同年,美國物理學(xué)家(Townes)湯斯提出了受激輻射微波放大的設(shè)想。1954年,湯斯和她的兩個學(xué)生戈登、曹格爾一起研制成功了波長為1.25cm的氨分子振蕩器,并把它稱為受激輻射微波放大器,按其字母縮寫為MASER,簡稱脈澤。時間來到1958年,湯斯與肖洛聯(lián)名在《物理評論》上發(fā)表了論文《紅外與光激射器》,這標(biāo)志著激光作為一種新事物登上了歷史舞臺。1960年,梅安研制的紅寶石激光器發(fā)出了694.3nm紅價激光,這是世界上公認(rèn)的頭一臺激光器。激光雷達(dá)的工作原理基于光的傳播速度和反射原理,實現(xiàn)高精度測距。浙江汽車激光雷達(dá)供應(yīng)
激光雷達(dá)的應(yīng)用不只局限于地面,還可以應(yīng)用于空中和水下領(lǐng)域,如航空、海洋等領(lǐng)域的探測和監(jiān)測。浙江汽車激光雷達(dá)供應(yīng)
分類,激光雷達(dá)按結(jié)構(gòu)不同大致可以分為:機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)、混合半固態(tài)激光雷達(dá)和全固態(tài)激光雷達(dá)(Flash快閃和OPA相控陣,統(tǒng)稱為非掃描式)。(一)機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá),機(jī)械式激光雷達(dá)體積大、成本較高、裝配難。它通過旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)橫向360度的覆蓋面,通過內(nèi)部鏡片實現(xiàn)垂直角度的覆蓋面,同比有著更耐用穩(wěn)定的特點,所以我們看到的自動駕駛路試車大多采用這種類型,雷達(dá)在車頂不停的在旋轉(zhuǎn)完成橫向掃描,靠增加激光束,實現(xiàn)縱向?qū)挿旱膾呙琛#ǘ┗旌习牍虘B(tài)激光雷達(dá)。按照掃描方式分為:轉(zhuǎn)鏡、硅基MEMS、振鏡+轉(zhuǎn)鏡、旋轉(zhuǎn)透射棱鏡。浙江汽車激光雷達(dá)供應(yīng)