也有使用相干法,即為調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)激光雷達(dá)發(fā)射一束連續(xù)的光束,頻率隨時(shí)間穩(wěn)定地發(fā)生變化。由于源光束的頻率在不斷變化,光束傳輸距離的差異會(huì)導(dǎo)致頻率的差異,將回波信號(hào)與本振信號(hào)混頻并經(jīng)低通濾波后,得到的差頻信號(hào)是光束往返時(shí)間的函數(shù)。調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)不會(huì)受到其他激光雷達(dá)或太陽(yáng)光的干擾且無(wú)測(cè)距盲區(qū);還可以利用多普勒頻移測(cè)量物體的速度和距離。調(diào)頻延續(xù)波 LiDAR 概念并不新穎,但是面對(duì)的技術(shù)挑戰(zhàn)不少,例如發(fā)射激光的線寬限制、線性調(diào)頻脈沖的頻率范圍、線性脈沖頻率變化的線性度,以及單個(gè)線性調(diào)頻脈沖的可復(fù)制性等。激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射激光束,精確測(cè)量目標(biāo)距離,是自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵傳感器。四川站臺(tái)入侵激光雷達(dá)
當(dāng)我們用當(dāng)前幀和整個(gè)點(diǎn)云地圖進(jìn)行匹配的時(shí)候,我們便能得到傳感器在整個(gè)地圖中的位姿,從而實(shí)現(xiàn)在地圖中的定位。傳感器車規(guī)化,固態(tài)激光雷達(dá)取消了機(jī)械結(jié)構(gòu),能夠擊中目前機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的成本和可靠性的痛點(diǎn),是激光雷達(dá)的發(fā)展方向。除了這兩大迫切解決的痛點(diǎn)外,目前量產(chǎn)的激光雷達(dá)探測(cè)距離不足,只能滿足低速場(chǎng)景(如廠區(qū)內(nèi)、校園內(nèi)等)的應(yīng)用。日常駕駛、高速駕駛的場(chǎng)景仍在測(cè)試過(guò)程中。當(dāng)前機(jī)械式激光雷達(dá)的價(jià)格十分昂貴,Velodyne 在售的 64/32/16 線產(chǎn)品的官方定價(jià)分別為 8 萬(wàn)/4 萬(wàn)/8 千美元。一方面,機(jī)械式激光雷達(dá)由發(fā)射光源、轉(zhuǎn)鏡、接收器、微控馬達(dá)等精密零部件構(gòu)成,制造難度大、物料成本較高;另一方面,激光雷達(dá)仍未大規(guī)模進(jìn)入量產(chǎn)車、需求量小,研發(fā)費(fèi)用等固定成本難以攤薄。 量產(chǎn) 100 萬(wàn)臺(tái) VLP-32后,那么其售價(jià)將會(huì)降至 400 美元左右。江蘇車載激光雷達(dá)價(jià)位港口作業(yè)借助激光雷達(dá)引導(dǎo)裝卸,提升集裝箱操作準(zhǔn)度。
優(yōu)劣勢(shì)分析,優(yōu)勢(shì):MEMS激光雷達(dá)因?yàn)閿[脫了笨重的「旋轉(zhuǎn)電機(jī)」和「掃描鏡」等機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置,去除了金屬機(jī)械結(jié)構(gòu)部件,同時(shí)配備的是毫米級(jí)的微振鏡,這較大程度上減少了MEMS激光雷達(dá)的尺寸,與傳統(tǒng)的光學(xué)掃描鏡相比,在光學(xué)、機(jī)械性能和功耗方面表現(xiàn)更為突出。其次,得益于激光收發(fā)單元的數(shù)量的減少,同時(shí)MEMS振鏡整體結(jié)構(gòu)所使用的硅基材料還有降價(jià)空間,因此MEMS激光雷達(dá)的整體成本有望進(jìn)一步降低。劣勢(shì):MEMS激光雷達(dá)的「微振鏡」屬于振動(dòng)敏感性器件,同時(shí)硅基MEMS的懸臂梁結(jié)構(gòu)非常脆弱,外界的振動(dòng)或沖擊極易直接致其斷裂,車載環(huán)境很容易對(duì)其使用壽命和工作穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
現(xiàn)代雷達(dá)的波長(zhǎng)一般是到米級(jí)別,例如火控雷達(dá)的波長(zhǎng)是1-5厘米,汽車?yán)走_(dá)的波長(zhǎng)是1-10毫米。當(dāng)波長(zhǎng)進(jìn)一步壓縮(頻率進(jìn)一步提高),在紅外線、可見(jiàn)光、紫外線區(qū)域即可激發(fā)出激光,用激光做探測(cè)源的雷達(dá),稱為激光雷達(dá)。1928年,德國(guó)的Landenburg(蘭登伯格)在研究氛氣色散現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)間接證實(shí)了受激輻射的存在,也直接給出了受激輻射的發(fā)生條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。1947年,Lamb(蘭姆)和Reherford(雷瑟福)在氧原子光譜中發(fā)現(xiàn)了明顯的受激輻射這是受激輻射頭一次被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,蘭姆也因此在1955年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1950年,法國(guó)物理學(xué)家Kastler(卡斯特勒)提出了光學(xué)泵浦的方法。他也因?yàn)樘岢隽诉@種利用光學(xué)于段研究微波諧振的方法而獲諾貝爾獎(jiǎng)。借 360°x59° 超廣 FOV,Mid - 360 力保移動(dòng)機(jī)器人作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全。
目前的激光雷達(dá),不光只有光探測(cè)與測(cè)量,更是一種集激光、全球定位系統(tǒng)(GPS)和IMU(InertialMeasurementUnit,慣性測(cè)量裝置)三種技術(shù)于一身的系統(tǒng),用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM(數(shù)字高程模型)。這三種技術(shù)的結(jié)合,可以高度準(zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑,測(cè)距精度可達(dá)厘米級(jí),激光雷達(dá)較大的優(yōu)勢(shì)就是"精確"和"快速、高效作業(yè)"。隨著激光雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,星載激光雷達(dá)的研制和應(yīng)用在20世紀(jì)90年代逐步成熟。2003年,NASA根據(jù)早先提出的采用星載激光雷達(dá)測(cè)量?jī)蓸O地區(qū)冰面變化的計(jì)劃,正式將地學(xué)激光測(cè)高儀列入地球觀測(cè)系統(tǒng)中,并將其搭載在冰體、云量和陸地高度監(jiān)測(cè)衛(wèi)星上發(fā)射升空運(yùn)行。激光雷達(dá)的高穩(wěn)定性使其在太空探測(cè)任務(wù)中備受青睞。機(jī)器人激光雷達(dá)
激光雷達(dá)的智能化處理提高了數(shù)據(jù)解析的自動(dòng)化水平。四川站臺(tái)入侵激光雷達(dá)
參數(shù)指標(biāo):(一)視場(chǎng)角,視場(chǎng)角決定了激光雷達(dá)能夠看到的視野范圍,分為水平視場(chǎng)角和垂直視場(chǎng)角,視場(chǎng)角越大,表示視野范圍越大,反之則表示視野范圍越小。以圖3中的激光雷達(dá)為例,旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的水平視場(chǎng)角為360°,垂直視場(chǎng)角為26.9°,固態(tài)激光雷達(dá)的水平視場(chǎng)角為60°,垂直視場(chǎng)角為20°。(二)線數(shù),線數(shù)越高,表示單位時(shí)間內(nèi)采樣的點(diǎn)就越多,分辨率也就越高,目前無(wú)人駕駛車一般采用32線或64線的激光雷達(dá)。(三)分辨率,分辨率和激光光束之間的夾角有關(guān),夾角越小,分辨率越高。固態(tài)激光雷達(dá)的垂直分辨率和水平分辨率大概相當(dāng),約為0.1°,旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的水平角分辨率為0.08°,垂直角分辨率約為0.4°。四川站臺(tái)入侵激光雷達(dá)
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