二維掃描振鏡激光雷達(dá),這類激光雷達(dá)的主要元件是兩個(gè)掃描器——多邊形棱鏡和垂直掃描振鏡,分別負(fù)責(zé)水平和垂直方向上的掃描。特點(diǎn)是掃描速度快,精度高。比如:一個(gè)四面多邊形,只移動(dòng)八條激光器光束(相當(dāng)于傳統(tǒng)的8線激光雷達(dá)),以5000rpm速度掃描,垂直分辨率為2667條/秒,120度水平掃描,在10Hz非隔行掃描下,垂直分辨率達(dá)267線。優(yōu)點(diǎn):轉(zhuǎn)速越高,掃描精度越高;可以控制掃描區(qū)域,提高關(guān)鍵區(qū)域的掃描密度;多邊形可提供超寬FOV,一般可做到水平120度。MEMSLidar一般不超過80度;通光孔徑大,信噪比和有效距離要遠(yuǎn)高于MEMSLidar;價(jià)格低廉,MEMS振鏡貴的要上千美元,多邊形激光掃描已經(jīng)非常成熟,價(jià)格只要幾十美元;激光雷達(dá)間抗干擾性強(qiáng)缺點(diǎn):與MEMS技術(shù)比,其缺點(diǎn)是功耗高,有電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件。四探頭激光雷達(dá)通過多個(gè)觸發(fā)器,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的全方面監(jiān)測(cè)和跟蹤,為復(fù)雜環(huán)境中的導(dǎo)航提供強(qiáng)大支持。北京Hap激光雷達(dá)廠家
配準(zhǔn) registration,ICP 算法較早由 Chen and Medioni,and Besl and McKay 提出。其算法本質(zhì)上是基于較小二乘法的較優(yōu)配準(zhǔn)方法。該算法重復(fù)進(jìn)行選擇對(duì)應(yīng)關(guān)系點(diǎn)對(duì),計(jì)算較優(yōu)剛體變換這一過程,直到根據(jù)點(diǎn)對(duì)的歐氏距離定義的損失函數(shù)滿足正確配準(zhǔn)的收斂精度要求。ICP 是一個(gè)普遍使用的配準(zhǔn)算法,主要目的就是找到旋轉(zhuǎn)和平移參數(shù),將兩個(gè)不同坐標(biāo)系下的點(diǎn)云,以其中一個(gè)點(diǎn)云坐標(biāo)系為全局坐標(biāo)系,另一個(gè)點(diǎn)云經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和平移后兩組點(diǎn)云重合部分完全重疊。北京隧道激光雷達(dá)重復(fù)掃描激光雷達(dá)通過多次掃描同一區(qū)域,提高數(shù)據(jù)密度和減小誤差,使得測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。
肺炎刺激服務(wù)型機(jī)器人市場(chǎng)發(fā)展,2030 年激光雷達(dá)該領(lǐng)域規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到 16.7 億美元。服務(wù)型機(jī)器人主要應(yīng)用范圍包括無人配送、無人清掃、無人倉儲(chǔ)、無人巡檢等。面對(duì)肺炎,無人配送能夠避免人與人的不必要接觸,減少交叉?zhèn)魅靖怕省?019 年 12 月,美國自動(dòng)駕駛送貨科技公司 Nuro 宣布與零售巨頭 Kroger 合作,在休斯頓為顧客提供無人送貨服務(wù)。2020年 7 月,京東物流無人配送研究院項(xiàng)目落戶常熟高新區(qū),其無人配送車也正式上線。2020 年10 月,美團(tuán)正式發(fā)布位于北京首鋼園區(qū)的智慧門店 MAIShop,集成了無人微倉與無人配送服務(wù)。根據(jù)禾賽科技公開招股書援引沙利文研究預(yù)測(cè),伴隨全球服務(wù)型機(jī)器人出貨量的增長以及激光雷達(dá)在服務(wù)型機(jī)器人領(lǐng)域滲透率的提升,至 2026 年激光雷達(dá)在該細(xì)分市場(chǎng)預(yù)計(jì)達(dá)到4.7 億美元市場(chǎng)規(guī)模,2021 年至 2030 年的復(fù)合增長率可達(dá) 71.5%。
激光雷達(dá)結(jié)構(gòu),激光雷達(dá)的關(guān)鍵部件按照信號(hào)處理的信號(hào)鏈包括控制硬件DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)、激光驅(qū)動(dòng)、激光發(fā)射發(fā)光二極管、發(fā)射光學(xué)鏡頭、接收光學(xué)鏡頭、APD(雪崩光學(xué)二極管)、TIA(可變跨導(dǎo)放大器)和探測(cè)器,如下圖所示。其中除了發(fā)射和接收光學(xué)鏡頭外,都是電子部件。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速演進(jìn),性能逐步提升的同時(shí)成本迅速降低。但是光學(xué)組件和旋轉(zhuǎn)機(jī)械則占具了激光雷達(dá)的大部分成本。激光雷達(dá)的種類,把激光雷達(dá)按照掃描方式來分類,目前有機(jī)械式激光雷達(dá)、半固態(tài)激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)三大類。其中機(jī)械式激光雷達(dá)較為常用,固態(tài)激光雷達(dá)為未來業(yè)界大力發(fā)展方向,半固態(tài)激光雷達(dá)是機(jī)械式和純固態(tài)式的折中方案,屬于目前階段量產(chǎn)裝車的主力軍。激光雷達(dá)的智能化校準(zhǔn)功能減少了人工干預(yù)的需要。
激光雷達(dá)按照測(cè)距方法可以分為飛行時(shí)間(TimeofFlight,ToF)測(cè)距法、基于相干探測(cè)FMCW測(cè)距法、以及三角測(cè)距法等,其中ToF與FMCW能夠?qū)崿F(xiàn)室外陽光下較遠(yuǎn)的測(cè)程(100~250m),是車載激光雷達(dá)的好選擇方案。ToF是目前市場(chǎng)車載中長距激光雷達(dá)的主流方案,未來隨著FMCW激光雷達(dá)整機(jī)和上游產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,ToF和FMCW激光雷達(dá)將在市場(chǎng)上并存。根據(jù)激光雷達(dá)按測(cè)距方法分類:ToF法:通過直接測(cè)量發(fā)射激光與回波信號(hào)的時(shí)間差,基于光在空氣中的傳播速度得到目標(biāo)物的距離信息,具有響應(yīng)速度快、探測(cè)精度高的優(yōu)勢(shì)。FMCW法:將發(fā)射激光的光頻進(jìn)行線性調(diào)制,通過回波信號(hào)與參考光進(jìn)行相干拍頻得到頻率差,從而間接獲得飛行時(shí)間反推目標(biāo)物距離。FMCW激光雷達(dá)具有可直接測(cè)量速度信息以及抗干擾(包括環(huán)境光和其他激光雷達(dá))的優(yōu)勢(shì)。激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的三維重建和運(yùn)動(dòng)軌跡的跟蹤,為自動(dòng)駕駛和智能交通提供重要的數(shù)據(jù)支持。北京Hap激光雷達(dá)廠家
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Hap激光雷達(dá)廠家
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。北京Hap激光雷達(dá)廠家