激光雷達正規(guī)

早在上個世紀(jì)60年代，當(dāng)人類制造出激光器后，科學(xué)家們根據(jù)激光的特性，較早提出的應(yīng)用就是測距。在1967年7月，美國人進行了頭一次載人登月飛行，就在月球上安裝了一個發(fā)射裝置用于測算地球和月球的距離。隨后，正值冷戰(zhàn)時期的人們，將激光應(yīng)用在了制彈上。飛機發(fā)射激光照射目標(biāo)，同時投擲激光制彈對準(zhǔn)目標(biāo)飛行，用激光隨時修正自己的飛行路線，精確度非常高。20世紀(jì)70年代末，美國國家航空航天局（NASA）成功研制出一種具有掃描和高速數(shù)據(jù)記錄能力的機載海洋激光雷達。用在大西洋和切薩皮克灣進行了水深的測定，并且繪制出水深小于10m的海底地貌。此后，機載激光雷達系統(tǒng)蘊含的巨大應(yīng)用潛力開始受到關(guān)注，并很快被應(yīng)用到陸地地形勘測研究當(dāng)中。激光雷達在工業(yè)自動化中用于實時監(jiān)測生產(chǎn)線上的物體的位置。激光雷達正規(guī)

優(yōu)劣勢分析，優(yōu)勢：首先，該設(shè)計減少了激光發(fā)射和接收的線數(shù)以實現(xiàn)一幀之內(nèi)更高的線數(shù)，也隨之降低了對焦與標(biāo)定的復(fù)雜度，因此生產(chǎn)效率得以大幅提升，并且相比于傳統(tǒng)機械式激光雷達，棱鏡式的成本有了大幅的下降。其次，只要掃描時間夠久，就能得到精度極高的點云以及環(huán)境建模，分辨率幾乎沒有上限，且可達到近100％的視場覆蓋率。劣勢：棱鏡式激光雷達FOV相對較小，且視場中心的掃描點非常密集，雷達的視場邊緣掃描點比較稀疏，在雷達啟動的短時間內(nèi)會有分辨率過低的問題。對于高速移動的汽車來說，顯然不存在長時間掃描的情況，不過可以通過增加激光線束和功率實現(xiàn)更高的精度和更遠的探測距離，但機械結(jié)構(gòu)也相對更加復(fù)雜，體積讓前兩者更難以控制，存在軸承或襯套的磨損等風(fēng)險。天津覓道Mid-360激光雷達設(shè)備激光雷達在森林監(jiān)測中用于評估森林資源和健康狀況。

目前的激光雷達，不光只有光探測與測量，更是一種集激光、全球定位系統(tǒng)（GPS）和IMU（InertialMeasurementUnit，慣性測量裝置）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，測距精度可達厘米級，激光雷達較大的優(yōu)勢就是"精確"和"快速、高效作業(yè)"。隨著激光雷達技術(shù)的進步與發(fā)展，星載激光雷達的研制和應(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測量兩極地區(qū)冰面變化的計劃，正式將地學(xué)激光測高儀列入地球觀測系統(tǒng)中，并將其搭載在冰體、云量和陸地高度監(jiān)測衛(wèi)星上發(fā)射升空運行。

目前激光雷達廠商主要使用波長為 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，這意味著采用波長為 1550nm 激光的激光雷達的功率可以相當(dāng)高，而不會造成視網(wǎng)膜損傷。更高的功率，意味著更遠的探測距離，更長的波長，意味著更容易穿透粉塵霧霾。但受制于成本原因，生產(chǎn)波長為1550納米的激光雷達，要求使用昂貴的砷化鎵材料。廠商更多選擇使用硅材料制造接近于可見光波長的 905nm 的激光雷達，并嚴(yán)格限制發(fā)射器的功率，避免造成眼睛的長久性損傷。激光雷達在智能機器人導(dǎo)航中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

MEMS激光雷達模組，光學(xué)相控陣式(OPA)，相控陣發(fā)射器由若干發(fā)射接收單元組成陣列，通過改變加載在不同單元的電壓，進而改變不同單元發(fā)射光波特性，實現(xiàn)對每個單元光波的單獨控制，通過調(diào)節(jié)從每個相控單元輻射出的光波之間的相位關(guān)系，在設(shè)定方向上產(chǎn)生互相加強的干涉從而實現(xiàn)強度高光束，而其他方向上從各個單元射出的光波彼此相消。組成相控陣的各相控單元在程序的控制下可使一束或多束強度高光束按設(shè)計指向?qū)崿F(xiàn)空域掃描。但光學(xué)相控陣的制造工藝難度較大，這是由于要求陣列單元尺寸必需不大于半個波長，普通目前激光雷達的任務(wù)波長均在1微米左右，這就意味著陣列單元的尺寸必需不大于500納米。而且陣列數(shù)越多，陣列單元的尺寸越小，能量越往主瓣集中，這就對加工精度要求更高。此外，材料選擇也是十分關(guān)鍵的要素。覽沃 Mid - 360 水平 360° 視場角，全角度感知周圍環(huán)境無遺漏。江蘇覓道Mid-70激光雷達廠家

通過分析激光雷達數(shù)據(jù)，研究人員能夠精確評估環(huán)境變化。激光雷達正規(guī)

車聯(lián)網(wǎng)+機器人，智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)等場景有助于催生路側(cè)激光雷達市場成長。世界范圍來看，中國車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度較快，戰(zhàn)略化程度較高。2020 年 2 月，國家發(fā)展革新委、工信部、科技部等 11 個部委聯(lián)合印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，提出到 2025 年，車用無線通信網(wǎng)絡(luò)（LTE-V2X 等）實現(xiàn)區(qū)域覆蓋，新一代車用無線通信網(wǎng)絡(luò)（5G-V2X）逐步開展應(yīng)用，高精度時空基準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全覆蓋。激光雷達結(jié)合智能算法，能夠提供高精度的位置、形狀、姿態(tài)等信息，實現(xiàn)對交通狀況進行全局性的精確把控，對車路協(xié)同功能的實現(xiàn)至關(guān)重要。隨著智能城市、智能交通項目的落地，未來該市場對激光雷達的需求將呈現(xiàn)穩(wěn)定增長態(tài)勢。激光雷達正規(guī)