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(yuǎn)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(dá)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(jìn)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。激光雷達(dá)的工作原理是利用激光束在空間中傳播的速度和時間來測量目標(biāo)物體的距離和位置。江蘇四探頭激光雷達(dá)
要知道光速是每秒30萬公里。要區(qū)分目標(biāo)厘米級別的精確距離,那對傳輸時間測量分辨率必須做到1納秒。要如此精確的測量時間,因此對應(yīng)的測量系統(tǒng)的成本就很難降到很低,需要使用巧妙的方法降低測量難度。首先,我們需要明確,激光雷達(dá)并不是單獨(dú)運(yùn)作的,一般是由激光發(fā)射器、接收器和慣性定位導(dǎo)航三個主要模塊組成。當(dāng)激光雷達(dá)工作的時候,會對外發(fā)射激光,在遇到物體后,激光折射回來被CMOS傳感器接收,從而測得本體到障礙物的距離。從原理來看,只要需要知道光速、和從發(fā)射到CMOS感知的時間就可以測出障礙物的距離,再結(jié)合實(shí)時GPS、慣性導(dǎo)航信息與計算激光雷達(dá)發(fā)射出去角度,系統(tǒng)就可以得到前方物體的坐標(biāo)方位和距離信息。天津遠(yuǎn)距離激光雷達(dá)激光雷達(dá)作為現(xiàn)代感知技術(shù)的關(guān)鍵組成部分,與其他傳感器的融合將推動自動駕駛、機(jī)器人領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。
也有使用相干法,即為調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)激光雷達(dá)發(fā)射一束連續(xù)的光束,頻率隨時間穩(wěn)定地發(fā)生變化。由于源光束的頻率在不斷變化,光束傳輸距離的差異會導(dǎo)致頻率的差異,將回波信號與本振信號混頻并經(jīng)低通濾波后,得到的差頻信號是光束往返時間的函數(shù)。調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)不會受到其他激光雷達(dá)或太陽光的干擾且無測距盲區(qū);還可以利用多普勒頻移測量物體的速度和距離。調(diào)頻延續(xù)波 LiDAR 概念并不新穎,但是面對的技術(shù)挑戰(zhàn)不少,例如發(fā)射激光的線寬限制、線性調(diào)頻脈沖的頻率范圍、線性脈沖頻率變化的線性度,以及單個線性調(diào)頻脈沖的可復(fù)制性等。
行業(yè)上游供應(yīng)商,激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上游(光學(xué)和電子元器件)、中游(集成激光雷達(dá))、下游(不同應(yīng)用場景)。其中上游為激光發(fā)射、激光接收、掃描系統(tǒng)和信息處理四大部分,包含大量的光學(xué)和電子元器件。中游為集成的激光雷達(dá)產(chǎn)品,下游包括測繪、無人駕駛汽車、高精度地圖、服務(wù)機(jī)器人、無人機(jī)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。激光器和探測器是激光雷達(dá)的重要部件,激光器和探測器的性能、成本、可靠性與激光雷達(dá)產(chǎn)品的性能、成本、可靠性密切相關(guān)。激光雷達(dá)以其高分辨率成像能力,在無人機(jī)地形測繪中發(fā)揮著重要作用。
當(dāng)我們用當(dāng)前幀和整個點(diǎn)云地圖進(jìn)行匹配的時候,我們便能得到傳感器在整個地圖中的位姿,從而實(shí)現(xiàn)在地圖中的定位。傳感器車規(guī)化,固態(tài)激光雷達(dá)取消了機(jī)械結(jié)構(gòu),能夠擊中目前機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的成本和可靠性的痛點(diǎn),是激光雷達(dá)的發(fā)展方向。除了這兩大迫切解決的痛點(diǎn)外,目前量產(chǎn)的激光雷達(dá)探測距離不足,只能滿足低速場景(如廠區(qū)內(nèi)、校園內(nèi)等)的應(yīng)用。日常駕駛、高速駕駛的場景仍在測試過程中。當(dāng)前機(jī)械式激光雷達(dá)的價格十分昂貴,Velodyne 在售的 64/32/16 線產(chǎn)品的官方定價分別為 8 萬/4 萬/8 千美元。一方面,機(jī)械式激光雷達(dá)由發(fā)射光源、轉(zhuǎn)鏡、接收器、微控馬達(dá)等精密零部件構(gòu)成,制造難度大、物料成本較高;另一方面,激光雷達(dá)仍未大規(guī)模進(jìn)入量產(chǎn)車、需求量小,研發(fā)費(fèi)用等固定成本難以攤薄。 量產(chǎn) 100 萬臺 VLP-32后,那么其售價將會降至 400 美元左右。激光雷達(dá)的實(shí)時性使其成為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。遼寧激光雷達(dá)價格
激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物體的三維重建和運(yùn)動軌跡的跟蹤,為自動駕駛和智能交通提供重要的數(shù)據(jù)支持。江蘇四探頭激光雷達(dá)
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?yàn)樗軌虼_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(diǎn)云數(shù)據(jù)。因?yàn)檐囕v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。江蘇四探頭激光雷達(dá)