對(duì)于激光的波長(zhǎng),目前主要使用使用波長(zhǎng)為905nm和1550nm的激光發(fā)射器,波長(zhǎng)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(cè)距離,長(zhǎng)波長(zhǎng)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(shí)間來保證安全性。技術(shù)原理,激光雷達(dá)探測(cè)的具體技術(shù)可以分為TOF飛行時(shí)間法與相干探測(cè)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(shí)間(ToF)探測(cè)方法,通過直接計(jì)算發(fā)射及接收電磁波的時(shí)間差測(cè)量被測(cè)目標(biāo)的距離;相干探測(cè)方法(如:FMCW),通過測(cè)量發(fā)射電磁波與返回電磁波的頻率變化解調(diào)出被測(cè)目標(biāo)的距離及速度。二維激光雷達(dá)可以應(yīng)用于智能安防系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物周邊區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控和目標(biāo)識(shí)別。北京覽沃激光雷達(dá)正規(guī)
脈沖同步(PPS),脈沖同步通過同步信號(hào)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。GPS同步(PPS+UTC),通過同步信號(hào)線和 UTC 時(shí)間(GPS 時(shí)間)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。然后我們從 LiDAR 硬件得到一串?dāng)?shù)據(jù)包,需要過一次驅(qū)動(dòng)才能將其解析成點(diǎn)云通用的格式,如 ROSMSG 或者 pcl 點(diǎn)云格式,以目前較普遍的旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)為例,其數(shù)據(jù)為 10hz,即 LiDAR 在 0.1s 時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)一圈,并將硬件得到的數(shù)據(jù)按照不同角度切成不同的 packet,以下便是一個(gè) packet 數(shù)據(jù)包定義示意圖。每一個(gè) packet 包含了當(dāng)前扇區(qū)所有點(diǎn)的數(shù)據(jù),包含每個(gè)點(diǎn)的時(shí)間戳,每個(gè)點(diǎn)的 xyz 數(shù)據(jù),每個(gè)點(diǎn)的發(fā)射強(qiáng)度,每個(gè)點(diǎn)來自的激光發(fā)射機(jī)的 id 等信息。海南覓道Mid-360激光雷達(dá)在航海領(lǐng)域,激光雷達(dá)為船舶提供了安全導(dǎo)航保障。
工業(yè)自動(dòng)化與自動(dòng)駕駛:工業(yè)自動(dòng)化,機(jī)器人應(yīng)用范圍包括無人送貨小車、自動(dòng)清掃車輛、園區(qū)內(nèi)的接駁車、港口或礦區(qū)的無人作業(yè)車、執(zhí)行監(jiān)控或巡線任務(wù)的無人機(jī)等,這些場(chǎng)景的主要特點(diǎn)是路線相對(duì)固定、環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單、行駛速度相對(duì)較低(通常不超過30km/h)。激光雷達(dá)可安裝在AGV等小型車輛中,在工廠或倉(cāng)庫(kù)中,集成激光雷達(dá)可以被用于導(dǎo)航自動(dòng)化設(shè)備,如自動(dòng)引導(dǎo)車和機(jī)器人,并幫助它們避免撞擊障礙物,以幫助其在無人環(huán)境下自動(dòng)感知路線從而進(jìn)行日常作業(yè)。
緊接著,一個(gè)激光雷達(dá)如果能在同一個(gè)空間內(nèi),按照設(shè)定好的角度發(fā)射多條激光,就能得到多條基于障礙物的反射信號(hào)。再配合時(shí)間范圍、激光的掃描角度、GPS 位置和 INS 信息,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后,這些信息配合x,y,z坐標(biāo),就會(huì)成為具有距離信息、空間位置信息等的三維立體信號(hào),再基于軟件算法組合起來,系統(tǒng)就可以得到線、面、體等各種相關(guān)參數(shù),以此建立三維點(diǎn)云圖,繪制出環(huán)境地圖,就能變成汽車的“眼睛”。激光雷達(dá)是由激光發(fā)射單元和激光接收單元組成,發(fā)射單元的工作方式是向外發(fā)射激光束層,層數(shù)越多,精度也越高(如下圖所示),不過這也意味著傳感器尺寸越大。發(fā)射單元將激光發(fā)射出去后,當(dāng)激光遇到障礙物會(huì)反射,從而被接收器接收,接收器根據(jù)每束激光發(fā)射和返回的時(shí)間,創(chuàng)建一組點(diǎn)云,高質(zhì)量的激光雷達(dá),每秒較多可以發(fā)出200多束激光。激光雷達(dá)的輕便設(shè)計(jì)使其便于攜帶和操作。
LiDAR 系統(tǒng)的工作原理及解決方案,本質(zhì)上講,LiDAR 是一個(gè)測(cè)量目標(biāo)物體距離的裝置。通過發(fā)射一個(gè)短的激光脈沖,并記錄發(fā)射光脈沖與探測(cè)到的反射(反向散射)光脈沖的時(shí)間間隔,就可以推算出距離信息。系統(tǒng)的工作原理及解決方案,LiDAR系統(tǒng)可以使用掃描反射鏡,多束激光或其它的方式“掃描”物體空間。借助其精確的測(cè)距能力,LiDAR 能夠用于解決許多不同的問題。在遙感應(yīng)用中,LiDAR系統(tǒng)用于測(cè)量散射,吸收,或大氣中的顆?;蛟拥脑侔l(fā)射。在這些應(yīng)用中,對(duì)激光束的波長(zhǎng)可能會(huì)有專門的要求。可以用來測(cè)量特定分子種類在大氣中的濃度,例如甲烷和氣溶膠含量。而測(cè)量大氣中的雨滴則可以用來估計(jì)風(fēng)暴距離和降水概率。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(duì)于距離測(cè)量和目標(biāo)探測(cè)的需求。天津多線激光雷達(dá)廠商
激光雷達(dá)在機(jī)器人避障中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。北京覽沃激光雷達(dá)正規(guī)
根據(jù)發(fā)生器的不同可以產(chǎn)生紫外線(10-400nm)到可見光(390-780nm)到紅外線(760-1000000nm)波段內(nèi)的不同激光,相應(yīng)的用途也各不相同。激光是一種單一顏色、單一波長(zhǎng)的光,激光雷達(dá)選用的激光波長(zhǎng)一般不低于850nm,以避免可見光對(duì)人眼的傷害,而目前主流的激光雷達(dá)主要有905nm和1550nm兩種波長(zhǎng)。905nm探測(cè)距離受限,采用硅材質(zhì),成本較低;1550nm探測(cè)距離更遠(yuǎn),采用昂貴的銦鎵砷(InGaAs)材質(zhì),激光可被人眼吸收,故可做更遠(yuǎn)的探測(cè)光束。北京覽沃激光雷達(dá)正規(guī)