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(wú)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(wú)人作業(yè)車、執(zhí)行監(jiān)控或巡線任務(wù)的無(wú)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(guò)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(wú)人環(huán)境下自動(dòng)感知路線從而進(jìn)行日常作業(yè)。三維激光雷達(dá)能夠提供目標(biāo)物體的空間位置和形態(tài)信息,為智能導(dǎo)航和環(huán)境感知提供強(qiáng)大支持。廣東覽沃激光雷達(dá)制造
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(shí)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(huì)導(dǎo)致頻率的差異,將回波信號(hào)與本振信號(hào)混頻并經(jīng)低通濾波后,得到的差頻信號(hào)是光束往返時(shí)間的函數(shù)。調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)不會(huì)受到其他激光雷達(dá)或太陽(yáng)光的干擾且無(wú)測(cè)距盲區(qū);還可以利用多普勒頻移測(cè)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(duì)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(gè)線性調(diào)頻脈沖的可復(fù)制性等。安徽覓道Mid-360激光雷達(dá)批發(fā)激光雷達(dá)的高精度三維成像為地質(zhì)勘探提供了有力支持。
激光雷達(dá)是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域非常依賴的傳感器,越來(lái)越多的自動(dòng)駕駛公司看好激光雷達(dá)的應(yīng)用前景。激光雷達(dá)具有較高的分辨率,可以記錄周圍環(huán)境的三維信息,激光雷達(dá)是主動(dòng)發(fā)射型設(shè)備,對(duì)光照的變化不敏感,在有光照變化和夜晚等場(chǎng)景基本不會(huì)受到影響。此外激光雷達(dá)能夠提供水平360度的視野范圍,保證整個(gè)自動(dòng)駕駛車基本上沒(méi)有視野盲區(qū)。但是激光雷達(dá)懼怕霧霾天氣,因?yàn)殪F霾顆粒的大小非常接近激光的波長(zhǎng),激光照射到霧霾顆粒上會(huì)產(chǎn)生干擾,導(dǎo)致效果下降。隨著技術(shù)的進(jìn)步,以及成本的下降,激光雷達(dá)會(huì)普及到更多領(lǐng)域。
機(jī)械式,以 Velodyne 2007年推出了一款激光雷達(dá)為例,它把 64 個(gè)激光器垂直堆疊在一起,使整個(gè)單元每秒旋轉(zhuǎn)許多次。發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)存在物理意義上的轉(zhuǎn)動(dòng),也就是通過(guò)不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射器,將激光點(diǎn)變成線,并在豎直方向上排布多束激光發(fā)射器形成面,達(dá)到 3D 掃描并接收信息的目的。但由于通過(guò)復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高頻準(zhǔn)確的的轉(zhuǎn)動(dòng),平均的失效時(shí)間只 1000-3000 小時(shí),難以達(dá)到車廠較低 13000 小時(shí)的要求?;旌瞎虘B(tài)式,利用微電子機(jī)械系統(tǒng)的技術(shù)驅(qū)動(dòng)旋鏡,反射激光束指向不同方向。混合固態(tài)激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)包括了:數(shù)據(jù)采集速度快,分辨率高,對(duì)于溫度和振動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng);通過(guò)波束控制,探測(cè)點(diǎn)(點(diǎn)云)可以任意分布,例如在高速公路主要掃描前方遠(yuǎn)處,對(duì)于側(cè)面稀疏掃描但并不完全忽略,在十字路口加強(qiáng)側(cè)面掃描。而只能勻速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械式激光雷達(dá)是無(wú)法執(zhí)行這種精細(xì)操作的。四探頭激光雷達(dá)的廣角掃描設(shè)計(jì)可覆蓋大范圍,適用于工業(yè)自動(dòng)化和物流倉(cāng)儲(chǔ)等場(chǎng)景的智能導(dǎo)航需求。
工作原理,相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射的是電磁波,OPA(Optical Phase Array的簡(jiǎn)稱,即光學(xué)相控陣)激光雷達(dá)發(fā)射的是光,而光和電磁波一樣也表現(xiàn)出波的特性,所以原理上是一樣的。波與波之間會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,通過(guò)控制相控陣?yán)走_(dá)平面陣列各個(gè)陣元的電流相位,利用相位差可以讓不同的位置的波源會(huì)產(chǎn)生干涉(類似的是兩圈水波相互疊加后,有的方向會(huì)相互抵消,有的會(huì)相互增強(qiáng)),從而指向特定的方向,往復(fù)控制便得以實(shí)現(xiàn)掃描效果。利用光的相干性質(zhì),通過(guò)人為控制相位差實(shí)現(xiàn)不同方向的光發(fā)射效果;我們知道光和電磁波一樣也表現(xiàn)出波的特性,因此同樣可以利用相位差控制干涉讓激光“轉(zhuǎn)向”特定的角度,往復(fù)控制實(shí)現(xiàn)掃描效果。二維激光雷達(dá)能夠提供目標(biāo)物體在平面方向上的準(zhǔn)確測(cè)量,適用于多種環(huán)境下的距離感知任務(wù)。三維激光雷達(dá)供應(yīng)商
激光雷達(dá)在管道檢測(cè)中用于發(fā)現(xiàn)潛在的泄漏和損壞。廣東覽沃激光雷達(dá)制造
反射率,反射率是指物體反射的輻射能量占總輻射能量的百分比,比如說(shuō)某物體的反射率是20%,表示物體接收的激光輻射中有20%被反射出去了。不同物體的反射率不同,這主要取決于物體本身的性質(zhì)(表面狀況),如果反射率太低,那么激光雷達(dá)收不到反射回來(lái)的激光,導(dǎo)致檢測(cè)不到障礙物。激光雷達(dá)一般要求物體表面的反射率在10%以上,用激光雷達(dá)采集高精度地圖的時(shí)候,如果車道線的反射率太低,生成的高精度地圖的車道線會(huì)不太清晰。旋轉(zhuǎn)掃描鏡激光雷達(dá),作為頭一款量產(chǎn)的L3級(jí)別自動(dòng)駕駛的乘用車——奧迪A8上搭載的激光雷達(dá)就是旋轉(zhuǎn)掃描鏡激光雷達(dá)。與機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)不同的是,其激光發(fā)射模塊和接收模塊是不動(dòng)的,只有掃描鏡在做機(jī)械旋轉(zhuǎn)。激光單元發(fā)出激光至旋轉(zhuǎn)掃描鏡(Mirror),被偏轉(zhuǎn)向前發(fā)射(掃描角度145°),被物體反射的光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)被左下方的探測(cè)器接收。優(yōu)點(diǎn):可車規(guī),壽命長(zhǎng),可靠度高。缺點(diǎn):掃描線數(shù)少,掃描角度不能到360度。廣東覽沃激光雷達(dá)制造