對于激光的波長,目前主要使用使用波長為905nm和1550nm的激光發(fā)射器,波長為1550nm的光線不容易在人眼液體中傳輸。故1550nm可在保證安全的前提下較大程度上提高發(fā)射功率。大功率能得到更遠的探測距離,長波長也能提高抗干擾能力。但是1550nm激光需使用InGaAs,目前量產(chǎn)困難。故當前更多使用Si材質(zhì)量產(chǎn)905nm的LiDAR。通過限制功率和脈沖時間來保證安全性。技術(shù)原理,激光雷達探測的具體技術(shù)可以分為TOF飛行時間法與相干探測方法。其中ToF方法可以進一步區(qū)分為iToF和dToF方法;飛行時間(ToF)探測方法,通過直接計算發(fā)射及接收電磁波的時間差測量被測目標的距離;相干探測方法(如:FMCW),通過測量發(fā)射電磁波與返回電磁波的頻率變化解調(diào)出被測目標的距離及速度。農(nóng)業(yè)植保依靠激光雷達輔助無人機,完成精確變量噴灑作業(yè)。北京三維激光雷達
自動駕駛汽車中的汽車傳感器使用攝像頭數(shù)據(jù)、雷達和LiDAR來檢測周圍的物體,自動駕駛汽車使用LiDAR傳感器探測周圍建筑和車輛,開發(fā)LiDAR 系統(tǒng)所需要的軟件工具,軟件在LiDAR系統(tǒng)的創(chuàng)建和運行中的各個環(huán)節(jié)都非常關(guān)鍵。系統(tǒng)工程師需要輻射模型來預測回波信號的信噪比。電子工程師需要電子模型來建立電氣設(shè)計。機械工程師需要CAD工具來完成系統(tǒng)布局。還可能會需要結(jié)構(gòu)和熱建模軟件。LiDAR系統(tǒng)的運行需要控制軟件和將點云轉(zhuǎn)換并重建為三維模型的軟件。而LiDAR是利用光作為探測媒介來感知周圍的系統(tǒng),因此光學工程師運用光學軟件設(shè)計可靠穩(wěn)定的光學系統(tǒng)是關(guān)鍵。河南激光雷達廠家直銷海洋探測中激光雷達測量海底地貌,支持海洋資源開發(fā)。
優(yōu)劣勢分析,優(yōu)勢:MEMS激光雷達因為擺脫了笨重的「旋轉(zhuǎn)電機」和「掃描鏡」等機械運動裝置,去除了金屬機械結(jié)構(gòu)部件,同時配備的是毫米級的微振鏡,這較大程度上減少了MEMS激光雷達的尺寸,與傳統(tǒng)的光學掃描鏡相比,在光學、機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MEMS振鏡整體結(jié)構(gòu)所使用的硅基材料還有降價空間,因此MEMS激光雷達的整體成本有望進一步降低。劣勢:MEMS激光雷達的「微振鏡」屬于振動敏感性器件,同時硅基MEMS的懸臂梁結(jié)構(gòu)非常脆弱,外界的振動或沖擊極易直接致其斷裂,車載環(huán)境很容易對其使用壽命和工作穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
現(xiàn)代雷達的波長一般是到米級別,例如火控雷達的波長是1-5厘米,汽車雷達的波長是1-10毫米。當波長進一步壓縮(頻率進一步提高),在紅外線、可見光、紫外線區(qū)域即可激發(fā)出激光,用激光做探測源的雷達,稱為激光雷達。1928年,德國的Landenburg(蘭登伯格)在研究氛氣色散現(xiàn)象實驗間接證實了受激輻射的存在,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驗驗證,蘭姆也因此在1955年獲得了諾貝爾物理學獎。1950年,法國物理學家Kastler(卡斯特勒)提出了光學泵浦的方法。他也因為提出了這種利用光學于段研究微波諧振的方法而獲諾貝爾獎。激光雷達助無人駕駛感知路況,讓出行安全高效。
工作原理,F(xiàn)lash原本的意思為快閃。而Flash激光雷達的原理也是快閃,不像MEMS或OPA的方案會去進行掃描,而是短時間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光,再以高度靈敏的接收器,來完成對環(huán)境周圍圖像的繪制。因此,F(xiàn)lash固態(tài)激光雷達屬于非掃描式雷達,發(fā)射面陣光,是以2維或3維圖像為重點輸出內(nèi)容的激光雷達。某種意義上,它有些類似于黑夜中的照相機,光源由自己主動發(fā)出。Flash激光雷達的成像原理是發(fā)射大面積激光一次照亮整個場景,然后使用多個傳感器接收檢測和反射光。但較大的問題是,這種工作模式需要非常高的激光功率。覽沃 Mid - 360 主動抗串擾,在室內(nèi)多雷達場景中保持穩(wěn)定探測。北京航道激光雷達
激光雷達的高穩(wěn)定性使其在太空探測任務中備受青睞。北京三維激光雷達
測遠能力: 一般指激光雷達對于10%低反射率目標物的較遠探測距離。較近測量距離:激光雷達能夠輸出可靠探測數(shù)據(jù)的較近距離。測距盲區(qū):從激光雷達外罩到較近測量距離之間的范圍,這段距離內(nèi)激光雷達無法獲取有效的測量信號,無法對目標物信息進行反饋。角度盲區(qū):激光雷達視場角范圍沒有覆蓋的區(qū)域,系統(tǒng)無法獲取這些區(qū)域內(nèi)的目標物信息。角度分辨率:激光雷達相鄰兩個探測點之間的角度間隔,分為水平角度分辨率與垂直角度分辨率。相鄰探測點之間角度間隔越小,對目標物的細節(jié)分辨能力越強。北京三維激光雷達