調(diào)頻連續(xù)波FMCW激光雷達(dá)，以三角波調(diào)頻連續(xù)波為例來(lái)介紹其測(cè)距/測(cè)速原理。藍(lán)色為發(fā)射信號(hào)頻率，紅色為接收信號(hào)頻率，發(fā)射的激光束被反復(fù)調(diào)制，信號(hào)頻率不斷變化。激光束擊中障礙物被反射，反射會(huì)影響光的頻率，當(dāng)反射光返回到檢測(cè)器，與發(fā)射時(shí)的頻率相比，就能測(cè)量?jī)煞N頻率之間的差值，與距離成比例，從而計(jì)算出物體的位置信息。FMCW的反射光頻率會(huì)根據(jù)前方移動(dòng)物體的速度而改變，結(jié)合多普勒效應(yīng)，即可計(jì)算出目標(biāo)的速度。優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)像素都有多普勒信息，含速度信息；解決Lidar間串?dāng)_問題；不受環(huán)境光影響，探測(cè)靈敏度高；缺點(diǎn)：不能探測(cè)切向運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。激光雷達(dá)在醫(yī)療領(lǐng)域被用于人體三維掃描和診斷。AMR激光雷達(dá)批發(fā)價(jià)格
激光雷達(dá)在ADAS應(yīng)用：海內(nèi)外持續(xù)發(fā)展，2025年全球市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)6.2億美元。2020年10月，百度在北京全方面開放無(wú)人駕駛出租車服務(wù)，在13個(gè)城市部署總數(shù)測(cè)試車輛，并且與一汽紅旗合作實(shí)現(xiàn)了中國(guó)首條L4級(jí)自動(dòng)駕駛乘用車生產(chǎn)線建設(shè)，具備批量生產(chǎn)能力。根據(jù)Forst&Sullivan研究估計(jì)，2026年ADAS領(lǐng)域使用激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)12.9億美元。其中，中國(guó)、美國(guó)、其他地區(qū)分別為6.7/3.5/2.7億美元。2030年ADAS領(lǐng)域使用激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)64.9億美元，其中中國(guó)、美國(guó)、其他地區(qū)分別為32.5/13.0/19.5億美元。補(bǔ)盲激光雷達(dá)廠商激光雷達(dá)在建筑施工中用于精確測(cè)量和定位。
1951年，美國(guó)物理學(xué)家Purcel(珀賽爾)在用微波波譜學(xué)的方法制定核磁矩的同時(shí)，意外地觀察到了50HZ的受激輻射，并把粒子數(shù)反轉(zhuǎn)稱為“負(fù)溫1度”狀態(tài)，這使人們對(duì)玻爾茲曼分布有了更全方面也更深刻的認(rèn)識(shí)。同年，美國(guó)物理學(xué)家(Townes)湯斯提出了受激輻射微波放大的設(shè)想。1954年，湯斯和她的兩個(gè)學(xué)生戈登、曹格爾一起研制成功了波長(zhǎng)為1.25cm的氨分子振蕩器,并把它稱為受激輻射微波放大器，按其字母縮寫為MASER，簡(jiǎn)稱脈澤。時(shí)間來(lái)到1958年，湯斯與肖洛聯(lián)名在《物理評(píng)論》上發(fā)表了論文《紅外與光激射器》，這標(biāo)志著激光作為一種新事物登上了歷史舞臺(tái)。1960年，梅安研制的紅寶石激光器發(fā)出了694.3nm紅價(jià)激光，這是世界上公認(rèn)的頭一臺(tái)激光器。
有幾個(gè)原因：我們這里說(shuō)的激光雷達(dá)，是指 TOF 激光雷達(dá)，TOF 測(cè)距，靠的是 TDC 電路提供計(jì)時(shí)，用光速乘以單向時(shí)間得到距離，但限于成本，TDC 一般由 FPGA 的進(jìn)位鏈實(shí)現(xiàn)，本質(zhì)上是對(duì)一個(gè)低頻的晶振信號(hào)做差值，實(shí)現(xiàn)高頻的計(jì)數(shù)。所以，測(cè)距的精度，強(qiáng)烈依賴于這個(gè)晶振的精度。而晶振隨著時(shí)間的推移，存在累計(jì)誤差；距離越遠(yuǎn)，接收信號(hào)越弱，雷達(dá)自身的尋峰算法越難以定位到較佳接收時(shí)刻，這也造成了精度的劣化；而由于激光雷達(dá)檢測(cè)障礙物的有效距離和較小垂直分辨率有關(guān)系，也就是說(shuō)角度分辨率越小，則檢測(cè)的效果越好。如果兩個(gè)激光光束之間的角度為 0.4°，那么當(dāng)探測(cè)距離為 200m 的時(shí)候，兩個(gè)激光光束之間的距離為200m*tan0.4°≈1.4m。也就是說(shuō)在 200m 之后，只能檢測(cè)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(diǎn)數(shù)就需要更多，距離越遠(yuǎn)，激光雷達(dá)采樣的點(diǎn)數(shù)就越少，可以很直接的知道，距離越遠(yuǎn)，點(diǎn)數(shù)越少，就越難以識(shí)別準(zhǔn)確的障礙物類型。通過(guò)分析激光雷達(dá)數(shù)據(jù)，研究人員能夠精確評(píng)估環(huán)境變化。
在實(shí)際應(yīng)用中，很多時(shí)候并不知道點(diǎn)云之間的鄰接關(guān)系。針對(duì)此，研究人員開發(fā)了較小張樹算法和連接圖算法以實(shí)現(xiàn)鄰接關(guān)系的計(jì)算?？傮w而言，三維模型重建算法的發(fā)展趨勢(shì)是自動(dòng)化程度越來(lái)越高，所需人工干預(yù)越來(lái)越少，且應(yīng)用面越來(lái)越廣。然而，現(xiàn)有算法依然存在運(yùn)算復(fù)雜度較高、只能針對(duì)單個(gè)物體、且對(duì)背景干擾敏感等問題。研究具有較低運(yùn)算復(fù)雜度且不依賴于先驗(yàn)知識(shí)的全自動(dòng)三維模型重建算法，是目前的主要難點(diǎn)。然而，如何在包含遮擋、背景干擾、噪聲、逸出點(diǎn)以及數(shù)據(jù)分辨率變化等的復(fù)雜場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)對(duì)感興趣目標(biāo)的檢測(cè)識(shí)別與分割，仍然是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的問題。激光雷達(dá)的集成度高，便于安裝在各種平臺(tái)上。甘肅激光雷達(dá)價(jià)位
激光雷達(dá)在無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)貨物的精確定位。AMR激光雷達(dá)批發(fā)價(jià)格
點(diǎn)頻，即周期采集點(diǎn)數(shù)，因?yàn)榧す饫走_(dá)在旋轉(zhuǎn)掃描，因此水平方向上掃描的點(diǎn)數(shù)和激光雷達(dá)的掃描頻率有一定的關(guān)系，掃描越快則點(diǎn)數(shù)會(huì)相對(duì)較少，掃描慢則點(diǎn)數(shù)相對(duì)較多。一般這個(gè)參數(shù)也被稱為水平分辨率，比如激光雷達(dá)的水平分辨率為 0.2°，那么掃描的點(diǎn)數(shù)為 360°/0.2°=1800，也就是說(shuō)水平方向會(huì)掃描 1800 次。那么激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)一周，即一個(gè)掃描周期內(nèi)掃描的點(diǎn)數(shù)為 1800*64=115200。比如禾賽 64 線激光雷達(dá)，掃描頻率為 10Hz 的時(shí)候水平角分辨率為 0.2°，在掃描頻率為 20Hz 的時(shí)候角分辨率為 0.4°（掃描快了，分辨率變低了）。輸出的點(diǎn)數(shù)和計(jì)算的也相符合 1152000 pts/s。AMR激光雷達(dá)批發(fā)價(jià)格