光學相控陣激光雷達(OPA),很多特殊的Lidar使用OPA(OpticalPhasedArray)光學相控陣技術(shù)。OPA運用相干原理,采用多個光源組成陣列,通過調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中每個發(fā)射單元的相位差,來控制輸出的激光束的方向。OPA激光雷達完全是由電信號控制掃描方向,能夠動態(tài)地調(diào)節(jié)掃描角度范圍,對目標區(qū)域進行全局掃描或者某一區(qū)域的局部精細化掃描,一個激光雷達就可能覆蓋近/中/遠距離的目標探測。優(yōu)點:純固態(tài)Lidar,體積小,易于車規(guī);掃描速度快(一般可達到MHz量級以上);精度高(可以做到μrad量級以上);可控性好(可以在感興趣的目標區(qū)域進行高密度掃描),缺點:易形成旁瓣,影響光束作用距離和角分辨率,使激光能量被分散;加工難度高:光學相控陣要求陣列單元尺寸必須不大于半個波長;探測距離很難做到很遠。激光雷達在野生動物保護中用于監(jiān)測動物的活動范圍和習性。深圳livox激光雷達制造
在體積限制下,F(xiàn)lash激光雷達的功率密度不能很高。因此,F(xiàn)lash激光雷達目前的問題是,由于功率密度的限制,無法考慮三個參數(shù):視場角、檢測距離和分辨率,即如果檢測距離較遠,則需要放棄視場角或分辨率;如果需要高分辨率,則需要放棄視場角或檢測距離。Flash激光雷達采用面光源泛光成像,其發(fā)射的光線會散布在整個視場內(nèi),因此不需要折射就可以覆蓋FOV區(qū)域了,難點在于如何提升其功率密度從而提升探測精度和距離,目前通常使用VCSEL光源組成二維矩陣形成面光源。上海汽車激光雷達規(guī)格激光雷達的分辨率高,能夠捕捉到細微的目標特征。
緊接著,一個激光雷達如果能在同一個空間內(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。再配合時間范圍、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,就會成為具有距離信息、空間位置信息等的三維立體信號,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),以此建立三維點云圖,繪制出環(huán)境地圖,就能變成汽車的“眼睛”。激光雷達是由激光發(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,當激光遇到障礙物會反射,從而被接收器接收,接收器根據(jù)每束激光發(fā)射和返回的時間,創(chuàng)建一組點云,高質(zhì)量的激光雷達,每秒較多可以發(fā)出200多束激光。
根據(jù)激光雷達按技術(shù)架構(gòu)分類:機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達:通過電機帶動收發(fā)陣列進行整體旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)對空間水平360°視場范圍的掃描。測距能力在水平360°視場范圍內(nèi)保持一致。半固態(tài)式激光雷達:半固態(tài)方案的特點是收發(fā)單元與掃描部件解耦,收發(fā)單元(如激光器、探測器)不再進行機械運動,具體包括微振鏡方案、轉(zhuǎn)鏡方案等。適用于實現(xiàn)部分視場角(如前向)的探測,體積相較于機械旋轉(zhuǎn)式雷達更緊湊。固態(tài)激光雷達:固態(tài)式方案的特點是不再包含任何機械運動部件,具體包括相控陣(OpticalPhasedArray,OPA)方案、Flash方案、電子掃描方案等。激光雷達在建筑施工中用于精確測量和定位。
相關(guān)縮寫:dToF:direct Time-of-Flight直接測量光的飛行時間;iToF:indirect Time-of-Flight通過測量相位偏移來間接測量光的飛行時間;PLD:脈沖激光二極管,一種激光雷達發(fā)光元件;APD:雪崩光二極管,一種激光雷達感光元件;SPAD:Single Photon Avalanche Diode單光子雪崩二極管,一種激光雷達感光元件;SiPM:Silicon photomultiplier硅光電倍增管,一種激光雷達感光元件;CMOS:Compound metal Oxided Semiconductor 復合金屬氧化物半導體,一種攝像頭感光元件;CCD:Charge Coupled Device電荷耦合器件,一種攝像頭感光元件;CIS:CMOS image sensor互補金屬氧化物半導體圖像傳感器;OPA:Optical Phased Arrays 光學相控陣;FPA:Focal Plane Array焦平面陣列;WD:Wavelength Disperion波長色散;MEMS:Micro-Electro-Mechanical System 微機電系統(tǒng)。激光雷達在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域用于監(jiān)測作物生長情況。IGV激光雷達廠家直銷
激光雷達的智能化處理提高了數(shù)據(jù)解析的自動化水平。深圳livox激光雷達制造
線數(shù),線數(shù)越高,表示單位時間內(nèi)采樣的點就越多,分辨率也就越高,目前無人駕駛車一般采用32線或64線的激光雷達。分辨率,分辨率和激光光束之間的夾角有關(guān),夾角越小,分辨率越高。固態(tài)激光雷達的垂直分辨率和水平分辨率大概相當,約為0.1°,旋轉(zhuǎn)式激光雷達的水平角分辨率為0.08°,垂直角分辨率約為0.4°。探測距離,激光雷達的較大測量距離。在自動駕駛領(lǐng)域應用的激光雷達的測距范圍普遍在100~200m左右。測量精度,激光雷達的數(shù)據(jù)手冊中的測量精度(Accuracy)常表示為,例如±2cm的形式。精度表示設(shè)備測量位置與實際位置偏差的范圍。深圳livox激光雷達制造