有幾個原因:我們這里說的激光雷達,是指 TOF 激光雷達,TOF 測距,靠的是 TDC 電路提供計時,用光速乘以單向時間得到距離,但限于成本,TDC 一般由 FPGA 的進位鏈實現,本質上是對一個低頻的晶振信號做差值,實現高頻的計數。所以,測距的精度,強烈依賴于這個晶振的精度。而晶振隨著時間的推移,存在累計誤差;距離越遠,接收信號越弱,雷達自身的尋峰算法越難以定位到較佳接收時刻,這也造成了精度的劣化;而由于激光雷達檢測障礙物的有效距離和較小垂直分辨率有關系,也就是說角度分辨率越小,則檢測的效果越好。如果兩個激光光束之間的角度為 0.4°,那么當探測距離為 200m 的時候,兩個激光光束之間的距離為200m*tan0.4°≈1.4m。也就是說在 200m 之后,只能檢測到高于 1.4m 的障礙物了。如果需要知道障礙物的類型,那么需要采用的點數就需要更多,距離越遠,激光雷達采樣的點數就越少,可以很直接的知道,距離越遠,點數越少,就越難以識別準確的障礙物類型。激光雷達的智能化處理提高了數據解析的自動化水平。廣東工業(yè)激光雷達渠道
現代雷達的波長一般是到米級別,例如火控雷達的波長是1-5厘米,汽車雷達的波長是1-10毫米。當波長進一步壓縮(頻率進一步提高),在紅外線、可見光、紫外線區(qū)域即可激發(fā)出激光,用激光做探測源的雷達,稱為激光雷達。1928年,德國的Landenburg(蘭登伯格)在研究氛氣色散現象實驗間接證實了受激輻射的存在,也直接給出了受激輻射的發(fā)生條件是粒子數反轉。1947年,Lamb(蘭姆)和Reherford(雷瑟福)在氧原子光譜中發(fā)現了明顯的受激輻射這是受激輻射頭一次被實驗驗證,蘭姆也因此在1955年獲得了諾貝爾物理學獎。1950年,法國物理學家Kastler(卡斯特勒)提出了光學泵浦的方法。他也因為提出了這種利用光學于段研究微波諧振的方法而獲諾貝爾獎。浙江覓道Mid-70激光雷達設備激光雷達的精密設計使其能在狹小空間內準確測量。
激光雷達的應用:1、林業(yè)調繪,森林中的樹木結構和高度的可視化是LiDAR應用真正成功的領域。但激光雷達真的能“穿透”樹木嗎?想象一下,你站在森林中間,抬頭看。你能看到陽光嗎?如果您可以看到光線透過,那么LiDAR也可以。當你知道樹的高度和地面的高度時,你就會得到一個真正的垂直剖面,如果你真的想要一個3D植被結構,地面LiDAR也可以生成逼真的3D模型。其實,地球科學激光高度計系統(tǒng)(GLAS)是頭一個從太空繪制森林地圖的激光測距(LiDAR)儀器。2、確定土地用途,激光雷達分類代碼包括地面、植被(低,中,高)、建筑、架空導線、公路、鐵路和水等等,每個分類定義都來自反射的激光脈沖。甚至通過多期數據監(jiān)測可以穩(wěn)定地了解我們星球的動態(tài)變化,包括氣候變化。
激光雷達的應用:1測量測繪,1、地形測繪,激光雷達通過揭示地面細微的高程變化來展示地貌。它較大的優(yōu)勢在于它是一個高速“采樣工具”,激光雷達每秒從空中向地面發(fā)出數十萬甚至上百萬個脈沖,正是這種密集的點云使我們能夠獲取真實地貌。2、建筑質量控制,使用LiDAR進行建筑掃描可以確保建筑與建筑信息模型(BIM)相匹配。將來自地面掃描的點云與BIM設計對比可保證施工質量并按計劃進行,LiDAR較大的優(yōu)勢是實時掃描,能在項目早期發(fā)現缺陷,否則,任何有缺陷的結構返工都會浪費時間和金錢。在安全監(jiān)控領域,激光雷達能有效識別入侵者并觸發(fā)警報。
激光光源,由于激光器發(fā)射的光線需要投射至整個FOV平面區(qū)域內,除了面光源可以直接發(fā)射整面光線外,點光源則需要做二維掃描覆蓋整個FOV區(qū)域,線光源需要做一維掃描覆蓋整個FOV區(qū)域。其中點光源根據光源發(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式易于進行芯片式陣列布置,通常使用此類光源進行陣列式布置形成線光源(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激光雷達在森林監(jiān)測中用于評估森林資源和健康狀況。安徽覓道Mid-70激光雷達渠道
激光雷達在航空測量中提供了高精度的地理數據。廣東工業(yè)激光雷達渠道
關于實際量程:雷達對特定目標的實際量程會受到如下因素的影響:1、目標漫反射率,目標漫反射率不但與材質有關,也與表面朝向有關。目標漫反射率越高,實際量程就越遠;2、反射面積,目標表面被激光光斑覆蓋的面積。覆蓋面積越大,實際測量距離越遠;3、透光罩臟污程度,雷達的透光罩臟污會造成透光性能下降,透光性能下降得越多,測量能力越差,透光率下降至 60%時,測量能力可能完全失效;4、大氣條件,雷達的實際測量能力同時受到大氣條件的影響,特別是在戶外工作時。大氣的光傳播能力越差,雷達的實際測量能力越低。在極端天氣條件 (例如濃霧)下,測量能力會完全失效。廣東工業(yè)激光雷達渠道