關(guān)于 FMCW 的原理,可以閱讀本系列的下一篇文章:Yvon Shong:走進(jìn)自動(dòng)駕駛傳感器——毫米波雷達(dá)。調(diào)幅連續(xù)波(AMCW)激光雷達(dá)與基本的飛行時(shí)間系統(tǒng)相似的是,調(diào)幅連續(xù)波激光雷達(dá)發(fā)射一個(gè)信號,測量激光反射回來的時(shí)間。但區(qū)別在于,時(shí)間飛行系統(tǒng)只發(fā)射一個(gè)脈沖,調(diào)幅連續(xù)波 LiDAR 通過改變激光二極管中的極電流來調(diào)整發(fā)射光強(qiáng)度,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)制。激光雷達(dá)應(yīng)用于測繪主要有測距、定位以及地表物體的三維繪制;其達(dá)作為一種重要的傳感器,目前正在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域和無人飛行器領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。四探頭激光雷達(dá)通過多個(gè)觸發(fā)器,實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物體的全方面監(jiān)測和跟蹤,為復(fù)雜環(huán)境中的導(dǎo)航提供強(qiáng)大支持。安徽AMR激光雷達(dá)
不同類激光雷達(dá)的優(yōu)缺點(diǎn):機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá),機(jī)械旋轉(zhuǎn)式Lidar的發(fā)射和接收模塊存在宏觀意義上的轉(zhuǎn)動(dòng)。在豎直方向上排布多組激光線束,發(fā)射模塊以一定頻率發(fā)射激光線,通過不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描。機(jī)械旋轉(zhuǎn)Lidar分立的收發(fā)組件導(dǎo)致生產(chǎn)過程要人工光路對準(zhǔn),費(fèi)時(shí)費(fèi)力,可量產(chǎn)性差。目前有的機(jī)械旋轉(zhuǎn)Lidar廠商在走芯片化的路線,將多線激光發(fā)射模組集成到一片芯片,提高生產(chǎn)效率和量產(chǎn)性,降低成本,減小旋轉(zhuǎn)部件的大小和體積,使其更易過車規(guī)。優(yōu)點(diǎn):技術(shù)成熟;掃描速度快;可360度掃描。缺點(diǎn):可量產(chǎn)性差:光路調(diào)試、裝配復(fù)雜,生產(chǎn)效率低;價(jià)格貴:靠增加收發(fā)模塊的數(shù)量實(shí)現(xiàn)高線束,元器件成本高,主機(jī)廠難以接受;難過車規(guī):旋轉(zhuǎn)部件體積/重量龐大,難以滿足車規(guī)的嚴(yán)苛要求;造型不易于集成到車體。AGV激光雷達(dá)制造激光雷達(dá)在地質(zhì)勘探中實(shí)現(xiàn)了對地下礦藏的精確定位。
視場角與分辨率,激光雷達(dá)視場角分為水平視場角和垂直視場角,水平視場角即為在水平方向上可以觀測的角度范圍,旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)一周為 360°,所以水平視場角為 360°。垂直視場角為在垂直方向上可以觀測的角度,一般為 40°。而它并不是對稱均勻分布的,因?yàn)槲覀冎饕切枰獟呙杪访嫔系恼系K物,而不是把激光打向天空,為了良好的利用激光,因此激光光束會盡量向下偏置一定的角度。并且為了達(dá)到既檢測到障礙物,同時(shí)把激光束集中到中間感興趣的部分,來更好的檢測車輛,激光雷達(dá)的光束不是垂直均勻分布的,而是中間密,兩邊疏。 可以看到激光雷達(dá)的有一定的偏置,向上的角度為 15°,向下的為 25°,并且激光光束中間密集,兩邊稀疏。
激光雷達(dá)的構(gòu)成與分類:激光雷達(dá)的構(gòu)成,激光雷達(dá)發(fā)展到現(xiàn)在,其結(jié)構(gòu)精密且復(fù)雜,主要由激光系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信號處理單元和掃描模塊四大主要組件構(gòu)成。激光器以脈沖的方式點(diǎn)亮發(fā)射激光,照射到障礙物后對物體進(jìn)行3D掃描,反射光線經(jīng)由鏡頭組匯聚到接收器上。信號處理單元負(fù)責(zé)控制激光器的發(fā)射,并將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號,然后進(jìn)入主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和計(jì)算。進(jìn)一步的,我們可以根據(jù)以下指標(biāo)判斷激光雷達(dá)的好壞。視場角,視場角決定了激光雷達(dá)能夠看到的視野范圍,分為水平視場角和垂直視場角,視場角越大,表示視野范圍越大,反之則表示視野范圍越小。微波激光雷達(dá)的反射信號不易受大氣濕度、雨雪等天氣影響,適用于復(fù)雜氣象條件下的目標(biāo)檢測與追蹤。
RSoft 工具,能夠支持對片上LiDAR器件進(jìn)行復(fù)雜的布局設(shè)計(jì)。任何單一仿真工具都無法勝任如此復(fù)雜性質(zhì)的設(shè)計(jì)問題。組合使用RSoft工具,如FullWAVE FDTD用于發(fā)射器,Multiphysics Utility用于T-O Phaser,BeamPROP BPM用于分束器,將會達(dá)成較佳布局設(shè)計(jì)。OptSim,用于設(shè)計(jì)和模擬光通信系統(tǒng)。光學(xué)相干斷層掃描(OCT)和光探測和測距(LiDAR)應(yīng)用中接收到的射頻頻譜,得到飛行時(shí)間(ToF)的分辨率及測量結(jié)果。OptoCompiler,用于光子集成電路。光子集成電路的應(yīng)用領(lǐng)域也在持續(xù)擴(kuò)展,從數(shù)據(jù)中心中的收發(fā)器和開關(guān)到更多樣化的汽車,生物醫(yī)學(xué)和傳感器市場,如(固態(tài))LiDAR,層析成像和自由空間傳感器??傊?,隨著科技不斷進(jìn)步與發(fā)展,LiDAR已經(jīng)成為多個(gè)領(lǐng)域不可或缺且無法替代的關(guān)鍵工具之一。其普遍應(yīng)用將進(jìn)一步推動(dòng)各行各業(yè)向著更加智能化、高效率和精確度發(fā)展,并為人類社會帶來更多福祉與便利。激光雷達(dá)的功耗低,延長了設(shè)備的使用壽命。固態(tài)激光雷達(dá)價(jià)位
站臺入侵激光雷達(dá)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并警示人員或物體進(jìn)入禁止區(qū)域,確保站臺安全和秩序。安徽AMR激光雷達(dá)
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)收不到反射回來的激光,導(dǎo)致檢測不到障礙物。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,如果車道線的反射率太低,生成的高精度地圖的車道線會不太清晰。掃描幀頻,激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)更新的頻率。對于混合固態(tài)激光雷達(dá)來說,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。安徽AMR激光雷達(dá)