激光雷達(dá),也稱(chēng)光學(xué)雷達(dá)(LIght Detection And Ranging)是激光探測(cè)與測(cè)距系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng),它通過(guò)測(cè)定傳感器發(fā)射器與目標(biāo)物體之間的傳播距離,分析目標(biāo)物體表面的反射能量大小、反射波譜的幅度、頻率和相位等信息,從而呈現(xiàn)出目標(biāo)物精確的三維結(jié)構(gòu)信息。自上世紀(jì)60年代激光被發(fā)明不久,激光雷達(dá)就大規(guī)模發(fā)展起來(lái)。而測(cè)距原理上目前主要以飛行時(shí)間(time of flight)法為主,利用發(fā)射器發(fā)射的脈沖信號(hào)和接收器接受到的反射脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算和目標(biāo)物體的距離。激光雷達(dá)在物流領(lǐng)域提高了貨物分揀和配送的效率。浙江微波激光雷達(dá)渠道
激光光源,由于激光器發(fā)射的光線(xiàn)需要投射至整個(gè)FOV平面區(qū)域內(nèi),除了面光源可以直接發(fā)射整面光線(xiàn)外,點(diǎn)光源則需要做二維掃描覆蓋整個(gè)FOV區(qū)域,線(xiàn)光源需要做一維掃描覆蓋整個(gè)FOV區(qū)域。其中點(diǎn)光源根據(jù)光源發(fā)射的形式又可以分為EEL(Edge-Emitting Laser邊發(fā)射激光器)和VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser垂直腔面發(fā)射激光器)兩種,二者區(qū)別在于EEL激光平行于襯底表面發(fā)出(如圖1),VCSEL激光垂直于襯底表面發(fā)出(如圖2)。其中VCSEL式易于進(jìn)行芯片式陣列布置,通常使用此類(lèi)光源進(jìn)行陣列式布置形成線(xiàn)光源(一維陣列)或面光源(二維陣列),VCSEL光源剖面圖與二維陣列光源芯片示意圖如下覓道Mid-360激光雷達(dá)供應(yīng)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。
激光雷達(dá)的工作原理:對(duì)人畜無(wú)害的紅外光束Light Pluses發(fā)射、反射和接收來(lái)探測(cè)物體。能探測(cè)的對(duì)象:白天或黑夜下的特定物體與車(chē)之間的距離。甚至由于反射度的不同,車(chē)道線(xiàn)和路面也是可以區(qū)分開(kāi)來(lái)的。哪些物體無(wú)法探測(cè):光束無(wú)法探測(cè)到被遮擋的物體。車(chē)用激光雷達(dá)工作原理就是蝙蝠測(cè)距用的回波時(shí)間(Time of Flight,縮寫(xiě)為T(mén)OF)測(cè)量方法。分析目標(biāo)物體表面的反射能量大小、反射波譜的幅度、頻率和相位等信息,輸出點(diǎn)云,從而呈現(xiàn)出目標(biāo)物精確的三維結(jié)構(gòu)信息。
激光雷達(dá)能夠準(zhǔn)確輸出障礙物的大小和距離,通過(guò)算法對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理可以輸出障礙物的3D框,如:3D行人檢測(cè)、3D車(chē)輛檢測(cè)等;亦可進(jìn)行車(chē)道線(xiàn)檢測(cè)、場(chǎng)景分割等任務(wù)。除了障礙物感知,激光雷達(dá)還可以用來(lái)制作高精度地圖。地圖采集過(guò)程中,激光雷達(dá)每隔一小段時(shí)間輸出一幀點(diǎn)云數(shù)據(jù),這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含環(huán)境的準(zhǔn)確三維信息,通過(guò)把這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)做拼接,就可以得到該區(qū)域的高精度地圖。在定位方面,智能車(chē)在行駛過(guò)程中利用當(dāng)前激光雷達(dá)采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)幀和高精度地圖做匹配,可以獲取智能車(chē)的位置。在航海領(lǐng)域,激光雷達(dá)為船舶提供了安全導(dǎo)航保障。
旋轉(zhuǎn)透射棱鏡:棱鏡激光雷達(dá)也稱(chēng)為雙楔形棱鏡激光雷達(dá),內(nèi)部包括兩個(gè)楔形棱鏡,激光在通過(guò)頭一個(gè)楔形棱鏡后發(fā)生一次偏轉(zhuǎn),通過(guò)第二個(gè)楔形棱鏡后再一次發(fā)生偏轉(zhuǎn)??刂苾擅胬忡R的相對(duì)轉(zhuǎn)速便可以控制激光束的掃描形態(tài)。棱鏡激光雷達(dá)累積的掃描圖案形狀像花瓣,中心點(diǎn)掃描次數(shù)密集,圓的邊緣則相對(duì)稀疏,掃描時(shí)間持久才能豐富圖像,所以需要加入多個(gè)激光雷達(dá)共工作,以便達(dá)到更高的效果。棱鏡可以通過(guò)增加激光線(xiàn)束和功率實(shí)現(xiàn)高精與長(zhǎng)距離探測(cè),但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積更難控制,軸承與襯套磨損風(fēng)險(xiǎn)較大。激光雷達(dá)的耐用性保證了其在惡劣環(huán)境下的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。江蘇高精度激光雷達(dá)規(guī)格
激光雷達(dá)的掃描速度快,提高了數(shù)據(jù)處理效率。浙江微波激光雷達(dá)渠道
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(chē)道線(xiàn)的反射率太低,生成的高精度地圖的車(chē)道線(xiàn)會(huì)不太清晰。掃描幀頻,激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)更新的頻率。對(duì)于混合固態(tài)激光雷達(dá)來(lái)說(shuō),也就是旋轉(zhuǎn)鏡每秒鐘旋轉(zhuǎn)的圈數(shù),單位Hz。例如,10Hz即旋轉(zhuǎn)鏡每秒轉(zhuǎn)10圈,同一方位的數(shù)據(jù)點(diǎn)更新10次。浙江微波激光雷達(dá)渠道