原理,激光雷達(dá)( Light Detection and Ranging,LIDAR)是激光檢測和測距系統(tǒng)的簡稱,通過對外發(fā)射激光脈沖來進(jìn)行物體檢測和測距。激光雷達(dá)采用飛行時間(Time of Flight,TOF)測距,發(fā)射器先發(fā)送一束激光,遇到障礙物后反射回來,由接收器接收,然后通過計算激光發(fā)送和接收的時間差,得到目標(biāo)和自己的相對距離。如果采用多束激光并且360度旋轉(zhuǎn)掃描,就可以得到整個環(huán)境的三維信息。激光雷達(dá)掃描出來的是一系列的點,因此激光雷達(dá)掃描出來的結(jié)果也叫“激光點云”。園區(qū)巡邏借助激光雷達(dá)協(xié)助車輛,自主巡查維護(hù)秩序。無人駕駛激光雷達(dá)價格
LiDAR的數(shù)據(jù),三維點,對于旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)來說,得到的三維點便是一個很好的極坐標(biāo)系下的多個點的觀測,包含激光發(fā)射器的垂直俯仰角,發(fā)射器的水平旋轉(zhuǎn)角度,根據(jù)激光回波時間計算得到的距離。但 LiDAR 通常會輸出笛卡爾坐標(biāo)系下的觀測值,頭一是因為 LiDAR 在極坐標(biāo)系下測量效率高,也只是對于旋轉(zhuǎn)式 LiDAR,目前陣列式 LiDAR 也有很多。第二笛卡爾坐標(biāo)系更加直觀,投影和旋轉(zhuǎn)平移更加簡潔,求解法向量,曲率,頂點等特征計算量小,點云的索引及搜索都更加高效。對于 MEMS 式激光雷達(dá),由于一次采樣周期為一個偏振鏡旋轉(zhuǎn)周期,10hz 下采樣周期為 0.1 秒,但由于載體本身在進(jìn)行高速移動時,我們需要對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行消除運(yùn)動畸變,來補(bǔ)償采樣周期內(nèi)的運(yùn)動。深圳泰覽Tele-15激光雷達(dá)廠家港口作業(yè)借助激光雷達(dá)引導(dǎo)裝卸,提升集裝箱操作準(zhǔn)度。
反射率,反射率是指物體反射的輻射能量占總輻射能量的百分比,比如說某物體的反射率是20%,表示物體接收的激光輻射中有20%被反射出去了。不同物體的反射率不同,這主要取決于物體本身的性質(zhì)(表面狀況),如果反射率太低,那么激光雷達(dá)收不到反射回來的激光,導(dǎo)致檢測不到障礙物。激光雷達(dá)一般要求物體表面的反射率在10%以上,用激光雷達(dá)采集高精度地圖的時候,如果車道線的反射率太低,生成的高精度地圖的車道線會不太清晰。掃描幀頻,激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)更新的頻率。對于混合固態(tài)激光雷達(dá)來說,也就是旋轉(zhuǎn)鏡每秒鐘旋轉(zhuǎn)的圈數(shù),單位Hz。例如,10Hz即旋轉(zhuǎn)鏡每秒轉(zhuǎn)10圈,同一方位的數(shù)據(jù)點更新10次。
不同類激光雷達(dá)的優(yōu)缺點:機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá),機(jī)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(jī)械旋轉(zhuǎn)Lidar分立的收發(fā)組件導(dǎo)致生產(chǎn)過程要人工光路對準(zhǔn),費(fèi)時費(fèi)力,可量產(chǎn)性差。目前有的機(jī)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(fù)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(jī)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(yán)苛要求;造型不易于集成到車體。覽沃 Mid - 360 探測距離 可為10cm,小盲區(qū)配合小巧體積,輕松實現(xiàn)無盲區(qū)覆蓋。
目前的激光雷達(dá),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(dá)厘米級,激光雷達(dá)較大的優(yōu)勢就是"精確"和"快速、高效作業(yè)"。隨著激光雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,星載激光雷達(dá)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(dá)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(yùn)行。激光雷達(dá)在環(huán)境監(jiān)測中用于監(jiān)測大氣污染物的濃度。livox激光雷達(dá)供應(yīng)
通過分析激光雷達(dá)數(shù)據(jù),研究人員能夠精確評估環(huán)境變化。無人駕駛激光雷達(dá)價格
光學(xué)相控陣激光雷達(dá)(OPA),很多特殊的Lidar使用OPA(OpticalPhasedArray)光學(xué)相控陣技術(shù)。OPA運(yùn)用相干原理,采用多個光源組成陣列,通過調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中每個發(fā)射單元的相位差,來控制輸出的激光束的方向。OPA激光雷達(dá)完全是由電信號控制掃描方向,能夠動態(tài)地調(diào)節(jié)掃描角度范圍,對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全局掃描或者某一區(qū)域的局部精細(xì)化掃描,一個激光雷達(dá)就可能覆蓋近/中/遠(yuǎn)距離的目標(biāo)探測。優(yōu)點:純固態(tài)Lidar,體積小,易于車規(guī);掃描速度快(一般可達(dá)到MHz量級以上);精度高(可以做到μrad量級以上);可控性好(可以在感興趣的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行高密度掃描),缺點:易形成旁瓣,影響光束作用距離和角分辨率,使激光能量被分散;加工難度高:光學(xué)相控陣要求陣列單元尺寸必須不大于半個波長;探測距離很難做到很遠(yuǎn)。無人駕駛激光雷達(dá)價格