激光雷達(dá)按照測(cè)距方法可以分為飛行時(shí)間(TimeofFlight,ToF)測(cè)距法、基于相干探測(cè)FMCW測(cè)距法、以及三角測(cè)距法等,其中ToF與FMCW能夠?qū)崿F(xiàn)室外陽(yáng)光下較遠(yuǎn)的測(cè)程(100~250m),是車(chē)載激光雷達(dá)的好選擇方案。ToF是目前市場(chǎng)車(chē)載中長(zhǎng)距激光雷達(dá)的主流方案,未來(lái)隨著FMCW激光雷達(dá)整機(jī)和上游產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,ToF和FMCW激光雷達(dá)將在市場(chǎng)上并存。根據(jù)激光雷達(dá)按測(cè)距方法分類(lèi):ToF法:通過(guò)直接測(cè)量發(fā)射激光與回波信號(hào)的時(shí)間差,基于光在空氣中的傳播速度得到目標(biāo)物的距離信息,具有響應(yīng)速度快、探測(cè)精度高的優(yōu)勢(shì)。FMCW法:將發(fā)射激光的光頻進(jìn)行線性調(diào)制,通過(guò)回波信號(hào)與參考光進(jìn)行相干拍頻得到頻率差,從而間接獲得飛行時(shí)間反推目標(biāo)物距離。FMCW激光雷達(dá)具有可直接測(cè)量速度信息以及抗干擾(包括環(huán)境光和其他激光雷達(dá))的優(yōu)勢(shì)。激光雷達(dá)在醫(yī)療領(lǐng)域被用于人體三維掃描和診斷。Horizon激光雷達(dá)
在實(shí)際應(yīng)用中,很多時(shí)候并不知道點(diǎn)云之間的鄰接關(guān)系。針對(duì)此,研究人員開(kāi)發(fā)了較小張樹(shù)算法和連接圖算法以實(shí)現(xiàn)鄰接關(guān)系的計(jì)算??傮w而言,三維模型重建算法的發(fā)展趨勢(shì)是自動(dòng)化程度越來(lái)越高,所需人工干預(yù)越來(lái)越少,且應(yīng)用面越來(lái)越廣。然而,現(xiàn)有算法依然存在運(yùn)算復(fù)雜度較高、只能針對(duì)單個(gè)物體、且對(duì)背景干擾敏感等問(wèn)題。研究具有較低運(yùn)算復(fù)雜度且不依賴(lài)于先驗(yàn)知識(shí)的全自動(dòng)三維模型重建算法,是目前的主要難點(diǎn)。然而,如何在包含遮擋、背景干擾、噪聲、逸出點(diǎn)以及數(shù)據(jù)分辨率變化等的復(fù)雜場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)對(duì)感興趣目標(biāo)的檢測(cè)識(shí)別與分割,仍然是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。廣東覓道Mid-360激光雷達(dá)廠家激光雷達(dá)的性能指標(biāo)包括測(cè)量范圍、角度分辨率、垂直精度等,不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)這些指標(biāo)有不同的要求。
LiDAR的結(jié)構(gòu)。激光雷達(dá)主要包括激光發(fā)射、接收、掃描器、透鏡天線和信號(hào)處理電路組成。激光發(fā)射部分主要有兩種,一種是激光二極管,通常有硅和砷化鎵兩種基底材料,再有一種就是目前非常火熱的垂直腔面發(fā)射(VCSEL)(比如 iPhone 上的 LiDAR),VCSEL 的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉,體積極小,功耗極低,缺點(diǎn)是有效距離比較短,需要多級(jí)放大才能達(dá)到車(chē)用的有效距離。激光雷達(dá)主要應(yīng)用了激光測(cè)距的原理,而如何制造合適的結(jié)構(gòu)使得傳感器能向多個(gè)方向發(fā)射激光束,如何測(cè)量激光往返的時(shí)間,這便區(qū)分出了不同的激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)。
目前的激光雷達(dá),不光只有光探測(cè)與測(cè)量,更是一種集激光、全球定位系統(tǒng)(GPS)和IMU(InertialMeasurementUnit,慣性測(cè)量裝置)三種技術(shù)于一身的系統(tǒng),用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM(數(shù)字高程模型)。這三種技術(shù)的結(jié)合,可以高度準(zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑,測(cè)距精度可達(dá)厘米級(jí),激光雷達(dá)較大的優(yōu)勢(shì)就是"精確"和"快速、高效作業(yè)"。隨著激光雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,星載激光雷達(dá)的研制和應(yīng)用在20世紀(jì)90年代逐步成熟。2003年,NASA根據(jù)早先提出的采用星載激光雷達(dá)測(cè)量?jī)蓸O地區(qū)冰面變化的計(jì)劃,正式將地學(xué)激光測(cè)高儀列入地球觀測(cè)系統(tǒng)中,并將其搭載在冰體、云量和陸地高度監(jiān)測(cè)衛(wèi)星上發(fā)射升空運(yùn)行。激光雷達(dá)的集成度高,便于安裝在各種平臺(tái)上。
當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)在于如何區(qū)分來(lái)自周邊其他LiDAR設(shè)備的信號(hào),而各種信號(hào)調(diào)制和隔離方法也正在積極研發(fā)中。LiDAR系統(tǒng)的成本和維護(hù)——這類(lèi)系統(tǒng)相比一些替代技術(shù)所使用的傳感器類(lèi)型更加昂貴,當(dāng)然持續(xù)不斷的開(kāi)發(fā)工作也在積極進(jìn)行,為滿(mǎn)足其大規(guī)模使用的需要而開(kāi)發(fā)生產(chǎn)成本更低的系統(tǒng)。抑制非目標(biāo)對(duì)象的回波——類(lèi)似于抑制之前提到的大氣虛假信號(hào)。但是這也可能會(huì)出現(xiàn)在空氣質(zhì)量良好的情況下。應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)通常涉及在不同的目標(biāo)距離處,以及在LiDAR接收器的視場(chǎng)范圍之內(nèi)使光束尺寸盡可能更小。激光雷達(dá)的掃描速度快,提高了數(shù)據(jù)處理效率。陜西隧道激光雷達(dá)
地面激光雷達(dá)廣泛應(yīng)用于地圖制作、城市規(guī)劃和建設(shè)等領(lǐng)域,為地理信息系統(tǒng)的發(fā)展提供了豐富的數(shù)據(jù)支持。Horizon激光雷達(dá)
相比于半固態(tài)式和固態(tài)式激光雷達(dá),機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在于可以對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行360°的水平視場(chǎng)掃描,而半固態(tài)式和固態(tài)式激光雷達(dá)往往較高只能做到120°的水平視場(chǎng)掃描,且在視場(chǎng)范圍內(nèi)測(cè)距能力的均勻性差于機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)。由于無(wú)人駕駛汽車(chē)運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜,需要對(duì)周?chē)?60°的環(huán)境具有同等的感知能力,而機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)兼具360°水平視場(chǎng)角和測(cè)距能力遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì),目前主流無(wú)人駕駛項(xiàng)目紛紛采用了機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)作為主要的感知傳感器。Horizon激光雷達(dá)