半固態(tài)-棱鏡式激光雷達(dá),無人機(jī)廠商大疆孵化覽沃科技(Livox)入局激光雷達(dá),便是采用的棱鏡式掃描方案,大疆利用其在無人機(jī)領(lǐng)域積累的電機(jī)精確調(diào)控技術(shù)及自動(dòng)化產(chǎn)線,有信心克服棱鏡軸承或襯套壽命的難題,也為其激光雷達(dá)技術(shù)構(gòu)筑護(hù)城河。工作原理,棱鏡式激光雷達(dá)也稱為雙楔形棱鏡式激光雷達(dá),內(nèi)部包括兩個(gè)楔形棱鏡,激光在通過頭一個(gè)楔形棱鏡后發(fā)生一次偏轉(zhuǎn),通過第二個(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)。與前面提到的掃描形式不同,棱鏡激光雷達(dá)累積的掃描圖案形狀狀若菊花,而并非一行一列的點(diǎn)云狀態(tài)。這樣的好處是只要相對(duì)速度控制得當(dāng),在同一位置長(zhǎng)時(shí)間掃描幾乎可以覆蓋整個(gè)區(qū)域。激光雷達(dá)在氣象觀測(cè)中用于監(jiān)測(cè)大氣流動(dòng)和降水情況。浙江Hap激光雷達(dá)正規(guī)
LiDAR還能夠用于確定測(cè)量目標(biāo)的速度。這可以通過多普勒方法或快速連續(xù)測(cè)距來實(shí)現(xiàn)。例如,可以使用LiDAR系統(tǒng)測(cè)量風(fēng)速和車速。另外,LiDAR系統(tǒng)能夠用于建立動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的三維模型,這是自動(dòng)駕駛中會(huì)遇到的情形。這可以通過多種方式來實(shí)現(xiàn),通常使用的是掃描的方式。LiDAR 技術(shù)中的挑戰(zhàn),在可實(shí)現(xiàn)的LiDAR系統(tǒng)中存在一些眾所周知的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)根據(jù)LiDAR系統(tǒng)的類型有所不同。以下是一些示例:隔離和抑制發(fā)射光束的信號(hào)——探測(cè)光束的輻射亮度通常遠(yuǎn)大于回波光束。必須注意確保探測(cè)光束不會(huì)被系統(tǒng)自身反射或散射回接收器,否則探測(cè)器將會(huì)因?yàn)轱柡投鵁o法探測(cè)外部目標(biāo)。江西激光雷達(dá)廠家直銷在夜間和惡劣天氣下,激光雷達(dá)能有效提升車輛的感知能力。
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?;旌瞎虘B(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)是無法執(zhí)行這種精細(xì)操作的。
早在上個(gè)世紀(jì)60年代,當(dāng)人類制造出激光器后,科學(xué)家們根據(jù)激光的特性,較早提出的應(yīng)用就是測(cè)距。在1967年7月,美國(guó)人進(jìn)行了頭一次載人登月飛行,就在月球上安裝了一個(gè)發(fā)射裝置用于測(cè)算地球和月球的距離。隨后,正值冷戰(zhàn)時(shí)期的人們,將激光應(yīng)用在了制彈上。飛機(jī)發(fā)射激光照射目標(biāo),同時(shí)投擲激光制彈對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)飛行,用激光隨時(shí)修正自己的飛行路線,精確度非常高。20世紀(jì)70年代末,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)成功研制出一種具有掃描和高速數(shù)據(jù)記錄能力的機(jī)載海洋激光雷達(dá)。用在大西洋和切薩皮克灣進(jìn)行了水深的測(cè)定,并且繪制出水深小于10m的海底地貌。此后,機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)蘊(yùn)含的巨大應(yīng)用潛力開始受到關(guān)注,并很快被應(yīng)用到陸地地形勘測(cè)研究當(dāng)中。激光雷達(dá)的掃描模式多樣,適應(yīng)不同場(chǎng)景的需求。
目前激光雷達(dá)廠商主要使用波長(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,這意味著采用波長(zhǎng)為 1550nm 激光的激光雷達(dá)的功率可以相當(dāng)高,而不會(huì)造成視網(wǎng)膜損傷。更高的功率,意味著更遠(yuǎn)的探測(cè)距離,更長(zhǎng)的波長(zhǎng),意味著更容易穿透粉塵霧霾。但受制于成本原因,生產(chǎn)波長(zhǎng)為1550納米的激光雷達(dá),要求使用昂貴的砷化鎵材料。廠商更多選擇使用硅材料制造接近于可見光波長(zhǎng)的 905nm 的激光雷達(dá),并嚴(yán)格限制發(fā)射器的功率,避免造成眼睛的長(zhǎng)久性損傷。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。福建AGV激光雷達(dá)
激光雷達(dá)在智能機(jī)器人導(dǎo)航中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。浙江Hap激光雷達(dá)正規(guī)
原理,激光雷達(dá)( Light Detection and Ranging,LIDAR)是激光檢測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱,通過對(duì)外發(fā)射激光脈沖來進(jìn)行物體檢測(cè)和測(cè)距。激光雷達(dá)采用飛行時(shí)間(Time of Flight,TOF)測(cè)距,發(fā)射器先發(fā)送一束激光,遇到障礙物后反射回來,由接收器接收,然后通過計(jì)算激光發(fā)送和接收的時(shí)間差,得到目標(biāo)和自己的相對(duì)距離。如果采用多束激光并且360度旋轉(zhuǎn)掃描,就可以得到整個(gè)環(huán)境的三維信息。激光雷達(dá)掃描出來的是一系列的點(diǎn),因此激光雷達(dá)掃描出來的結(jié)果也叫“激光點(diǎn)云”。浙江Hap激光雷達(dá)正規(guī)