調頻連續(xù)波FMCW激光雷達,以三角波調頻連續(xù)波為例來介紹其測距/測速原理。藍色為發(fā)射信號頻率,紅色為接收信號頻率,發(fā)射的激光束被反復調制,信號頻率不斷變化。激光束擊中障礙物被反射,反射會影響光的頻率,當反射光返回到檢測器,與發(fā)射時的頻率相比,就能測量兩種頻率之間的差值,與距離成比例,從而計算出物體的位置信息。FMCW的反射光頻率會根據前方移動物體的速度而改變,結合多普勒效應,即可計算出目標的速度。優(yōu)點:每個像素都有多普勒信息,含速度信息;解決Lidar間串擾問題;不受環(huán)境光影響,探測靈敏度高;缺點:不能探測切向運動目標。激光雷達在考古發(fā)掘中用于繪制遺址的三維模型。遠距離激光雷達價位
激光雷達的優(yōu)劣勢分析,優(yōu)勢:轉鏡式激光雷達的激光發(fā)射和接收裝置是固定的,所以即使有【旋轉機構】,也可以把產品體積做小,進而降低成本。并且旋轉機構只有反射鏡,整體重量比較輕,電機軸承的負荷小,系統(tǒng)運行起來更穩(wěn)定,壽命更長,是符合車規(guī)量產的優(yōu)勢條件。劣勢:因為有【旋轉機構】這樣的機械形式的存在,便不可避免地在長期運行之后,激光雷達的穩(wěn)定性、準確度會受到影響。其次,一維式的掃描線數(shù)少,掃描角度不能到360度。非重復掃描激光雷達現(xiàn)貨直發(fā)體育賽事上激光雷達追蹤運動員,輔助賽事分析評估。
反射強度,LiDAR 返回的每個數(shù)據中,除了根據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現(xiàn)有的光學模型,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,并支持給這一幀數(shù)據打上時間戳。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,通過以太網對測量以及系統(tǒng)控制實現(xiàn)精確的時鐘同步。
在三維模型重建方面,較初的研究集中于鄰接關系和初始姿態(tài)均已知時的點云精配準、點云融合以及三維表面重建。在此,鄰接關系用以指明哪些點云與給定的某幅點云之間具有一定的重疊區(qū)域,該關系通常通過記錄每幅點云的掃描順序得到。而初始姿態(tài)則依賴于轉臺標定、物體表面標記點或者人工選取對應點等方式實現(xiàn)。這類算法需要較多的人工干預,因而自動化程度不高。接著,研究人員轉向點云鄰接關系已知但初始姿態(tài)未知情況下的三維模型重建,常見方法有基于關鍵點匹配、基于線匹配、以及基于面匹配 等三類算法。借 360°x59° 超廣 FOV,Mid - 360 力保移動機器人作業(yè)現(xiàn)場安全。
全固態(tài)激光雷達。顧名思義此激光雷達沒有任何機械擺動結構,自然也沒有旋轉。將機械化的激光雷達芯片化,體型更小、性能更好、壽命更可靠,但逃脫不了摩爾定律的軌道,目前有兩種方式。1. 光學相控陣式(OPA)固態(tài)激光雷達,OPA固態(tài)激光雷達完全沒有擺動固件,利用多個光源組成陣列,合成特定方向的光束,實現(xiàn)對不同方向的掃描。具有掃描速度快、精度高、可控性好、體積?。≦uanergy激光雷達只有90x60x60mm)等優(yōu)點,缺點是易形成旁瓣,影響光束作用距離和角分辨率,同時生產難度高。2.Flash固態(tài)激光雷達,F(xiàn)lash固態(tài)激光雷達,也可以說是非掃描式,它可以在短時間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光,利用光陣構建圖像,就像是照相機,快速記錄整個場景,減少了沒有了轉動與鏡片磨損,相對更為穩(wěn)定,不過缺陷也很明顯,比如探測距離較近,對處理器要求較高,相對應成本也高。采用主動抗串擾設計,覽沃 Mid - 360 在多雷達環(huán)境下穩(wěn)定運行互不干擾。天津覓道Mid-360激光雷達
探測距離可為 10cm,覽沃 Mid - 360 小盲區(qū)優(yōu)勢實現(xiàn)精確感知。遠距離激光雷達價位
20世紀90年代后期,全球定位系統(tǒng)及慣性導航系統(tǒng)的發(fā)展使得激光掃描過程中的精確即時定位定姿成為可能。1990年德國Stuttgart大學Ackermann教授領銜研制的世界上頭一個激光斷面測量系統(tǒng),這一系統(tǒng)成功將激光掃描技術與即時定位定姿系統(tǒng)結合,形成機載激光掃描儀。1993年,德國出現(xiàn)初個商用機載激光雷達系統(tǒng)TopScanALTM1020。1995年,機載激光雷達設備實現(xiàn)商業(yè)化生產。此后,機載激光雷達技術成為了森林資源調查的重要補充手段。普遍應用于快速獲取大范圍森林結構信息,如樹木定位、樹高計算、樹冠體積估測等,同時還為森林生態(tài)研究、森林經營管理提供垂直結構分層、碳儲量、枯枝落葉易燃物數(shù)量等參數(shù)估算信息。遠距離激光雷達價位