如今,LiDAR經(jīng)常用于創(chuàng)建所處空間的三維模型。自主導航是使用LiDAR系統(tǒng)生成的點云數(shù)據(jù)的應用之一。微型LiDAR系統(tǒng)甚至能夠嵌入在手機大小的設備中。LiDAR 在現(xiàn)實世界中如何發(fā)揮作用,自主導航中的態(tài)勢感知是LiDAR的一個較引人入勝的應用。任何移動車輛的態(tài)勢感知系統(tǒng)都需要同樣了解其周圍的靜止和移動物體。例如,雷達技術長期以來用于探測飛機。對于地面車輛,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)LiDAR非常有用,因為它能夠確定物體的距離并且在方向性上非常精確。探測光束能夠在角度上精確定向并快速掃描,據(jù)此創(chuàng)建三維模型點云數(shù)據(jù)。因為車輛周圍的情況是高度動態(tài)的,所以快速掃描能力對這類應用至關重要。Mid - 360 升維感知,從 2D 到 3D,助力移動機器人高效建圖定位。深圳IGV激光雷達
工作原理,相控陣雷達發(fā)射的是電磁波,OPA(Optical Phase Array的簡稱,即光學相控陣)激光雷達發(fā)射的是光,而光和電磁波一樣也表現(xiàn)出波的特性,所以原理上是一樣的。波與波之間會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,通過控制相控陣雷達平面陣列各個陣元的電流相位,利用相位差可以讓不同的位置的波源會產(chǎn)生干涉(類似的是兩圈水波相互疊加后,有的方向會相互抵消,有的會相互增強),從而指向特定的方向,往復控制便得以實現(xiàn)掃描效果。利用光的相干性質,通過人為控制相位差實現(xiàn)不同方向的光發(fā)射效果;我們知道光和電磁波一樣也表現(xiàn)出波的特性,因此同樣可以利用相位差控制干涉讓激光“轉向”特定的角度,往復控制實現(xiàn)掃描效果。上海連續(xù)波激光雷達制造從 2D 升至 3D 感知,Mid - 360 提升移動機器人室內感知與運維效率。
激光雷達結構,激光雷達的關鍵部件按照信號處理的信號鏈包括控制硬件DSP(數(shù)字信號處理器)、激光驅動、激光發(fā)射發(fā)光二極管、發(fā)射光學鏡頭、接收光學鏡頭、APD(雪崩光學二極管)、TIA(可變跨導放大器)和探測器,如下圖所示。其中除了發(fā)射和接收光學鏡頭外,都是電子部件。隨著半導體技術的快速演進,性能逐步提升的同時成本迅速降低。但是光學組件和旋轉機械則占具了激光雷達的大部分成本。激光雷達的種類,把激光雷達按照掃描方式來分類,目前有機械式激光雷達、半固態(tài)激光雷達和固態(tài)激光雷達三大類。其中機械式激光雷達較為常用,固態(tài)激光雷達為未來業(yè)界大力發(fā)展方向,半固態(tài)激光雷達是機械式和純固態(tài)式的折中方案,屬于目前階段量產(chǎn)裝車的主力軍。
LiDAR 系統(tǒng)的工作原理及解決方案,本質上講,LiDAR 是一個測量目標物體距離的裝置。通過發(fā)射一個短的激光脈沖,并記錄發(fā)射光脈沖與探測到的反射(反向散射)光脈沖的時間間隔,就可以推算出距離信息。系統(tǒng)的工作原理及解決方案,LiDAR系統(tǒng)可以使用掃描反射鏡,多束激光或其它的方式“掃描”物體空間。借助其精確的測距能力,LiDAR 能夠用于解決許多不同的問題。在遙感應用中,LiDAR系統(tǒng)用于測量散射,吸收,或大氣中的顆?;蛟拥脑侔l(fā)射。在這些應用中,對激光束的波長可能會有專門的要求??梢杂脕頊y量特定分子種類在大氣中的濃度,例如甲烷和氣溶膠含量。而測量大氣中的雨滴則可以用來估計風暴距離和降水概率。激光雷達的抗干擾能力強,保證了數(shù)據(jù)的準確性。
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。激光雷達的設計優(yōu)化提高了其在復雜環(huán)境中的可靠性。天津覓道Mid-360激光雷達批發(fā)
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視場角與分辨率,激光雷達視場角分為水平視場角和垂直視場角,水平視場角即為在水平方向上可以觀測的角度范圍,旋轉式激光雷達旋轉一周為 360°,所以水平視場角為 360°。垂直視場角為在垂直方向上可以觀測的角度,一般為 40°。而它并不是對稱均勻分布的,因為我們主要是需要掃描路面上的障礙物,而不是把激光打向天空,為了良好的利用激光,因此激光光束會盡量向下偏置一定的角度。并且為了達到既檢測到障礙物,同時把激光束集中到中間感興趣的部分,來更好的檢測車輛,激光雷達的光束不是垂直均勻分布的,而是中間密,兩邊疏。 可以看到激光雷達的有一定的偏置,向上的角度為 15°,向下的為 25°,并且激光光束中間密集,兩邊稀疏。深圳IGV激光雷達