不同類激光雷達的優(yōu)缺點:機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達,機械旋轉(zhuǎn)式Lidar的發(fā)射和接收模塊存在宏觀意義上的轉(zhuǎn)動。在豎直方向上排布多組激光線束,發(fā)射模塊以一定頻率發(fā)射激光線,通過不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭實現(xiàn)動態(tài)掃描。機械旋轉(zhuǎn)Lidar分立的收發(fā)組件導致生產(chǎn)過程要人工光路對準,費時費力,可量產(chǎn)性差。目前有的機械旋轉(zhuǎn)Lidar廠商在走芯片化的路線,將多線激光發(fā)射模組集成到一片芯片,提高生產(chǎn)效率和量產(chǎn)性,降低成本,減小旋轉(zhuǎn)部件的大小和體積,使其更易過車規(guī)。優(yōu)點:技術(shù)成熟;掃描速度快;可360度掃描。缺點:可量產(chǎn)性差:光路調(diào)試、裝配復雜,生產(chǎn)效率低;價格貴:靠增加收發(fā)模塊的數(shù)量實現(xiàn)高線束,元器件成本高,主機廠難以接受;難過車規(guī):旋轉(zhuǎn)部件體積/重量龐大,難以滿足車規(guī)的嚴苛要求;造型不易于集成到車體。環(huán)境監(jiān)測時激光雷達追蹤污染物,評估區(qū)域環(huán)境質(zhì)量。國產(chǎn)激光雷達
LiDAR還能夠用于確定測量目標的速度。這可以通過多普勒方法或快速連續(xù)測距來實現(xiàn)。例如,可以使用LiDAR系統(tǒng)測量風速和車速。另外,LiDAR系統(tǒng)能夠用于建立動態(tài)場景的三維模型,這是自動駕駛中會遇到的情形。這可以通過多種方式來實現(xiàn),通常使用的是掃描的方式。LiDAR 技術(shù)中的挑戰(zhàn),在可實現(xiàn)的LiDAR系統(tǒng)中存在一些眾所周知的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)根據(jù)LiDAR系統(tǒng)的類型有所不同。以下是一些示例:隔離和抑制發(fā)射光束的信號——探測光束的輻射亮度通常遠大于回波光束。必須注意確保探測光束不會被系統(tǒng)自身反射或散射回接收器,否則探測器將會因為飽和而無法探測外部目標。江蘇激光雷達覽沃 Mid - 360 從 2D 到 3D 感知升級,提升移動機器人運維效率。
激光雷達按照測距方法可以分為飛行時間(TimeofFlight,ToF)測距法、基于相干探測FMCW測距法、以及三角測距法等,其中ToF與FMCW能夠?qū)崿F(xiàn)室外陽光下較遠的測程(100~250m),是車載激光雷達的好選擇方案。ToF是目前市場車載中長距激光雷達的主流方案,未來隨著FMCW激光雷達整機和上游產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,ToF和FMCW激光雷達將在市場上并存。根據(jù)激光雷達按測距方法分類:ToF法:通過直接測量發(fā)射激光與回波信號的時間差,基于光在空氣中的傳播速度得到目標物的距離信息,具有響應速度快、探測精度高的優(yōu)勢。FMCW法:將發(fā)射激光的光頻進行線性調(diào)制,通過回波信號與參考光進行相干拍頻得到頻率差,從而間接獲得飛行時間反推目標物距離。FMCW激光雷達具有可直接測量速度信息以及抗干擾(包括環(huán)境光和其他激光雷達)的優(yōu)勢。
二維掃描振鏡激光雷達,這類激光雷達的主要元件是兩個掃描器——多邊形棱鏡和垂直掃描振鏡,分別負責水平和垂直方向上的掃描。特點是掃描速度快,精度高。比如:一個四面多邊形,只移動八條激光器光束(相當于傳統(tǒng)的8線激光雷達),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267線。優(yōu)點: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高于MEMSLidar;價格低廉,MEMS振鏡貴的要上千美元,多邊形激光掃描已經(jīng)非常成熟,價格只要幾十美元;激光雷達間抗干擾性強缺點:與MEMS技術(shù)比,其缺點是功耗高,有電機轉(zhuǎn)動部件。消防救援依靠激光雷達在濃煙中定位,引導滅火救援。
激光雷達在ADAS應用:海內(nèi)外持續(xù)發(fā)展,2025年全球市場規(guī)模有望達6.2億美元。2020年10月,百度在北京全方面開放無人駕駛出租車服務,在13個城市部署總數(shù)測試車輛,并且與一汽紅旗合作實現(xiàn)了中國首條L4級自動駕駛乘用車生產(chǎn)線建設(shè),具備批量生產(chǎn)能力。根據(jù)Forst&Sullivan研究估計,2026年ADAS領(lǐng)域使用激光雷達產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達12.9億美元。其中,中國、美國、其他地區(qū)分別為6.7/3.5/2.7億美元。2030年ADAS領(lǐng)域使用激光雷達產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達64.9億美元,其中中國、美國、其他地區(qū)分別為32.5/13.0/19.5億美元。激光雷達在野生動物保護中用于監(jiān)測動物的活動范圍和習性。深圳激光雷達制造商
輕巧身軀易嵌入,覽沃 Mid - 360 為移動機器人外觀一體化設(shè)計助力。國產(chǎn)激光雷達
MEMS:MEMS激光雷達通過“振動”調(diào)整激光反射角度,實現(xiàn)掃描,激光發(fā)射器固定不動,但很考驗接收器的能力,而且壽命同樣是行業(yè)內(nèi)的重大挑戰(zhàn)。支撐振鏡的懸臂梁角度有限,覆蓋面很小,所以需要多個雷達進行共同拼接才能實現(xiàn)大視角覆蓋,這就會在每個激光雷達掃描的邊緣出現(xiàn)不均勻的畸變與重疊,不利于算法處理。另外,懸臂梁很細,機械壽命也有待進一步提升。振鏡+轉(zhuǎn)鏡:在轉(zhuǎn)鏡的基礎(chǔ)上加入振鏡,轉(zhuǎn)鏡負責橫向,振鏡負責縱向,滿足更寬泛的掃射角度,頻率更高價格相比前兩者更貴,但同樣面臨壽命問題。國產(chǎn)激光雷達