MEMS陣鏡激光雷達,MEMS振鏡是一種硅基半導(dǎo)體元器件,屬于固態(tài)電子元件;它是在硅基芯片上集成了體積十分精巧的微振鏡,其主要結(jié)構(gòu)是尺寸很小的懸臂梁——反射鏡懸浮在前后左右各一對扭桿之間以一定諧波頻率振蕩,由旋轉(zhuǎn)的微振鏡來反射激光器的光線,從而實現(xiàn)掃描。硅基MEMS微振鏡可控性好,可實現(xiàn)快速掃描,其等效線束能高達一至兩百線,因此,要同樣的點云密度時,硅基MEMSLidar的激光發(fā)射器數(shù)量比機械式旋轉(zhuǎn)Lidar少很多,體積小很多,系統(tǒng)可靠性高很多。激光雷達的實時數(shù)據(jù)反饋為決策者提供了有力支持。軌旁入侵激光雷達供應(yīng)
從應(yīng)用看,具備車規(guī)級量產(chǎn)實力的Tier1供貨商有法雷奧(Scala)、鐳神智能(CH32),Innovusion(Falcon)。2017年,奧迪A8為全球頭一款量產(chǎn)的L3級別自動駕駛的乘用車,其搭載的激光雷達便是法雷奧和Ibeo聯(lián)合研發(fā)的4線旋轉(zhuǎn)掃描鏡激光雷達。2020年,鐳神智能自主研發(fā)的CH32面世,成為全球第二款獲得車規(guī)級認證的轉(zhuǎn)鏡式激光雷達,目前已經(jīng)規(guī)模化交付東風(fēng)悅享量產(chǎn)前裝車型生產(chǎn)。2022年,搭載Innovusion Falcon激光雷達的蔚來ET7上市,該款激光雷達為1550nm方案,等效300線數(shù)。從售價看,法雷奧Scala 2為900歐元(約6500元人民幣),已經(jīng)下降至車企可接受的價格范圍。天津livox激光雷達廠商在夜間和惡劣天氣下,激光雷達能有效提升車輛的感知能力。
激光雷達對策:在實際使用中,對環(huán)境中的透明介質(zhì),特別是表面接近鏡面的透明介質(zhì),需要做特殊處理,避免產(chǎn)生不穩(wěn)定或錯誤的測量結(jié)果。具體的處理方式可以是對介質(zhì)表面做漫反射半透明處理,降低透明度和反射能力,或者在處理測量數(shù)據(jù)時對這些位置做屏蔽。當(dāng)雷達對鏡面目標(biāo)進行測量時,需要注意?。≈划?dāng)目標(biāo)表面與入射激光垂直時才能有效測量,如果激光入射角不垂直,其漫反射率很低,導(dǎo)致無法有效測量,實際測量到的結(jié)果是鏡面反射光路上的鏡像目標(biāo)距離,雷達投射在鏡面目標(biāo)產(chǎn)生了全反射,全反射光投射在目標(biāo),雷達實際測試出距離是虛線邊框目標(biāo)距離。
機械式,以 Velodyne 2007年推出了一款激光雷達為例,它把 64 個激光器垂直堆疊在一起,使整個單元每秒旋轉(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,也就是通過不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射器,將激光點變成線,并在豎直方向上排布多束激光發(fā)射器形成面,達到 3D 掃描并接收信息的目的。但由于通過復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高頻準(zhǔn)確的的轉(zhuǎn)動,平均的失效時間只 1000-3000 小時,難以達到車廠較低 13000 小時的要求。混合固態(tài)式,利用微電子機械系統(tǒng)的技術(shù)驅(qū)動旋鏡,反射激光束指向不同方向?;旌瞎虘B(tài)激光雷達的優(yōu)點包括了:數(shù)據(jù)采集速度快,分辨率高,對于溫度和振動的適應(yīng)性強;通過波束控制,探測點(點云)可以任意分布,例如在高速公路主要掃描前方遠處,對于側(cè)面稀疏掃描但并不完全忽略,在十字路口加強側(cè)面掃描。而只能勻速旋轉(zhuǎn)的機械式激光雷達是無法執(zhí)行這種精細操作的。激光雷達的工作原理基于光的傳播速度和反射原理,實現(xiàn)高精度測距。
反射強度,LiDAR 返回的每個數(shù)據(jù)中,除了根據(jù)速度和時間計算出的反射強度其實是指激光點回波功率和發(fā)射功率的比值。而激光的反射強度根據(jù)現(xiàn)有的光學(xué)模型,可以較好的刻畫為以下模型。我們可以看到,激光點的反射率和距離的平方成反比,和物體的入射角成反比。入射角是入射光線與物體表面法線的夾角。時間戳和編碼信息,LiDAR 通常從硬件層面支持授時,即有硬件 trigger 觸發(fā) LiDAR 數(shù)據(jù),并支持給這一幀數(shù)據(jù)打上時間戳。通常會提供支持三種時間同步接口,IEEE 15882008同步,遵循精確時間協(xié)議,通過以太網(wǎng)對測量以及系統(tǒng)控制實現(xiàn)精確的時鐘同步。激光雷達的掃描模式多樣,適應(yīng)不同場景的需求。FOV激光雷達廠商
激光雷達在環(huán)境監(jiān)測中用于監(jiān)測大氣污染物的濃度。軌旁入侵激光雷達供應(yīng)
楔形棱鏡旋轉(zhuǎn)雷達,收發(fā)模塊的PLD(PulsedLaserDiode)發(fā)射出激光,通過反射鏡和凸透鏡變成平行光,掃描模塊的兩個旋轉(zhuǎn)的棱鏡改變光路,使激光從某個角度發(fā)射出去。激光打到物體上,反射后從原光路回來,被APD接收。與MEMSLidar相比,它可以做到很大的通光孔徑,距離也會測得較遠。與機械旋轉(zhuǎn)Lidar相比,它極大地減少了激光發(fā)射和接收的線數(shù),降低了對焦與標(biāo)定的復(fù)雜度,大幅提升生產(chǎn)效率,降低成本。優(yōu)點:非重復(fù)掃描,解決了機械式激光雷達的線式掃描導(dǎo)致漏檢物體的問題;可實現(xiàn)隨著掃描時間增加,達到近100%的視場覆蓋率;沒有電子元器件的旋轉(zhuǎn)磨損,可靠性更高,符合車規(guī)。缺點:單個雷達的FOV較小,視場覆蓋率取決于積分時間;獨特的掃描方式使其點云的分布不同于傳統(tǒng)機械旋轉(zhuǎn)Lidar,需要算法適配。軌旁入侵激光雷達供應(yīng)