要知道光速是每秒30萬公里。要區(qū)分目標(biāo)厘米級(jí)別的精確距離,那對(duì)傳輸時(shí)間測(cè)量分辨率必須做到1納秒。要如此精確的測(cè)量時(shí)間,因此對(duì)應(yīng)的測(cè)量系統(tǒng)的成本就很難降到很低,需要使用巧妙的方法降低測(cè)量難度。首先,我們需要明確,激光雷達(dá)并不是單獨(dú)運(yùn)作的,一般是由激光發(fā)射器、接收器和慣性定位導(dǎo)航三個(gè)主要模塊組成。當(dāng)激光雷達(dá)工作的時(shí)候,會(huì)對(duì)外發(fā)射激光,在遇到物體后,激光折射回來被CMOS傳感器接收,從而測(cè)得本體到障礙物的距離。從原理來看,只要需要知道光速、和從發(fā)射到CMOS感知的時(shí)間就可以測(cè)出障礙物的距離,再結(jié)合實(shí)時(shí)GPS、慣性導(dǎo)航信息與計(jì)算激光雷達(dá)發(fā)射出去角度,系統(tǒng)就可以得到前方物體的坐標(biāo)方位和距離信息。Avia激光雷達(dá)以其獨(dú)特的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的技術(shù),在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域具有突出的性能表現(xiàn)。北京電力激光雷達(dá)
相關(guān)縮寫:dToF:direct Time-of-Flight直接測(cè)量光的飛行時(shí)間;iToF:indirect Time-of-Flight通過測(cè)量相位偏移來間接測(cè)量光的飛行時(shí)間;PLD:脈沖激光二極管,一種激光雷達(dá)發(fā)光元件;APD:雪崩光二極管,一種激光雷達(dá)感光元件;SPAD:Single Photon Avalanche Diode單光子雪崩二極管,一種激光雷達(dá)感光元件;SiPM:Silicon photomultiplier硅光電倍增管,一種激光雷達(dá)感光元件;CMOS:Compound metal Oxided Semiconductor 復(fù)合金屬氧化物半導(dǎo)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(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器;OPA:Optical Phased Arrays 光學(xué)相控陣;FPA:Focal Plane Array焦平面陣列;WD:Wavelength Disperion波長(zhǎng)色散;MEMS:Micro-Electro-Mechanical System 微機(jī)電系統(tǒng)。隧道激光雷達(dá)市場(chǎng)價(jià)格激光雷達(dá)在氣象觀測(cè)中用于監(jiān)測(cè)大氣流動(dòng)和降水情況。
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。混合固態(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。混合固態(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。
激光雷達(dá)是實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別自動(dòng)駕駛(L3級(jí)別以上),以及更高安全性的良好途徑,相比于毫米波雷達(dá),激光雷達(dá)的分辨率更高、穩(wěn)定性更好、三維數(shù)據(jù)也更可靠。什么是激光雷達(dá)?激光雷達(dá)(LiDAR)是光探測(cè)與測(cè)距(Light Detection and Ranging)技術(shù)的縮寫。在工作過程中,激光束從光源發(fā)射并被場(chǎng)景中的物體反射回探測(cè)器,通過測(cè)量光束飛行時(shí)間(Time of Flight,簡(jiǎn)稱ToF),可以推算出場(chǎng)景內(nèi)物體的距離,并生成距離地圖。所謂雷達(dá),就是用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。激光雷達(dá)(LightDetectionAndRanging,簡(jiǎn)稱"LiDAR"),顧名思義就是以激光來探測(cè)目標(biāo)的雷達(dá)。我們知道波長(zhǎng)與頻率成反比,波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射能力越強(qiáng),傳播的距離也就越長(zhǎng)。激光雷達(dá)的精密設(shè)計(jì)使其能在狹小空間內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量。
優(yōu)劣勢(shì)分析,優(yōu)勢(shì):OPA激光雷達(dá)發(fā)射機(jī)采用純固態(tài)器件,沒有任何需要活動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu),因此在耐久度上表現(xiàn)更出眾;雖然省去機(jī)械掃描結(jié)構(gòu),但卻能做到類似機(jī)械式的全景掃描,同時(shí)在體積上可以做得更小,量產(chǎn)后的成本有望較大程度上降低。劣勢(shì):OPA激光雷達(dá)對(duì)激光調(diào)試、信號(hào)處理的運(yùn)算力要求很大,同時(shí),它還要求陣列單元尺寸必須不大于半個(gè)波長(zhǎng),因此每個(gè)器件尺寸只500nm左右,對(duì)材料和工藝的要求都極為苛刻,由于技術(shù)難度高,上游產(chǎn)業(yè)鏈不成熟,導(dǎo)致 OPA 方案短期內(nèi)難以車規(guī)級(jí)量產(chǎn),目前也很少有專注開發(fā)OPA激光雷達(dá)的Tier1供應(yīng)商。激光雷達(dá)在城市規(guī)劃和智能交通管理中的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)交通流量監(jiān)測(cè)、擁堵預(yù)測(cè)和智能信號(hào)控制等功能。北京覓道Mid-360激光雷達(dá)廠家
激光雷達(dá)通過發(fā)射激光束,并接收其返回信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的精確測(cè)量和識(shí)別。北京電力激光雷達(dá)
激光雷達(dá)(Lidar)光束范圍很窄,所以需要更多的縱向光束,以覆蓋大的面積,所以線束決定著畫面大小,掃描再通過返回的時(shí)間測(cè)量距離,并精確、快速構(gòu)建模型,相比目前的其他雷達(dá)強(qiáng)太多,所以更適合自動(dòng)駕駛系統(tǒng),但也同樣易受天氣影像,成本較高。轉(zhuǎn)鏡:轉(zhuǎn)鏡分為一維轉(zhuǎn)鏡和二維轉(zhuǎn)鏡。一維轉(zhuǎn)鏡通過旋轉(zhuǎn)的多面體反射鏡,將激光反射到不同的方向;二維轉(zhuǎn)鏡顧名思義內(nèi)部集成了兩個(gè)轉(zhuǎn)鏡,一個(gè)多邊棱鏡負(fù)責(zé)橫向旋轉(zhuǎn),一個(gè)負(fù)責(zé)縱向翻轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)一束激光包攬橫縱雙向掃描。轉(zhuǎn)鏡激光雷達(dá)體積小、成本低,與機(jī)械式激光雷達(dá)效果一致,但機(jī)械頻率也很高,在壽命上不夠理想。北京電力激光雷達(dá)