探測距離,激光雷達標稱的較遠探測距離一般為150-200m,實際上距離過遠的時候,采樣的點數會明顯變少,測量距離和激光雷達的分辨率有著很大的關系。以激光雷達的垂直分辨率為0.4°較遠探測距離為200m舉例,在經過200m后激光光束2個點之間的距離為,也就是說只能檢測到高于1.4m的障礙物。如下圖10所示。如果要分辨具體的障礙物類型,那么需要采樣點的數量更多,因此激光雷達有效的探測距離可能只有60-70m。增加激光雷達的探測距離有2種方法,一是增加物體的反射率,二是增加激光的功率。物體的反射率是固定的,無法改變,那么就只能增加激光的功率了。但是增加激光的功率會損傷人眼,只能想辦法增加激光的波長,以避開人眼可見光的范圍,這樣可以適當增大激光的功率。探測距離是制約激光雷達的另一個障礙,汽車在高速行駛的過程中越早發現障礙物,就越能預留越多的反應時間,從而避免交通事故。氣象監測時激光雷達探測大氣成分,輔助氣象預報工作。甘肅割草機激光雷達
激光的誕生,光子入射到物質中,以刺激電子從較高能級過渡到較低能級,并發射光子。當原子處于某種激發態時,有能量合適的光子從該原子附近通過,該原子就會釋放出一個具有同樣電勢能的光子,從而躍遷到低能級狀態。入射光子和發射光子具有相同的波長和相位,該波長對應于兩個能級之間的能量差。一個光子刺激一個原子發射另一個光子,因此產生兩個相同的光子,1917年,愛因斯坦在量子理論的基礎上提出了一個嶄新的概念一一受激輻射:即在物質與輻射場的相互作用中,構成物質的原子或分子可以在光子的激勵下產生光子。河北泰覽Tele-15激光雷達在夜間和惡劣天氣下,激光雷達能有效提升車輛的感知能力。
激光雷達的市場概況:全球市場概況,激光雷達過去用于工業測繪、氣象監測等領域,未來車載領域將成為較重要細分。氣象監測、地形測繪與車載、機器人領域對激光雷達的技術要求不同,分屬不同細分市場。下游需求刺激行業快速發展,激光雷達市場規模有望達百億美元。受益于無人駕駛、高級輔助駕駛(ADAS)和服務機器人領域的需求,有望迎來高速增長期。據Velodyne預測,2022年智能駕駛將占總市場規模的60.5%,成為激光雷達產業較大的增長極,工業、無人機、機器人領域各占比24.4%、8.4%、4.2%。
激光雷達的應用:1測量測繪,1、地形測繪,激光雷達通過揭示地面細微的高程變化來展示地貌。它較大的優勢在于它是一個高速“采樣工具”,激光雷達每秒從空中向地面發出數十萬甚至上百萬個脈沖,正是這種密集的點云使我們能夠獲取真實地貌。2、建筑質量控制,使用LiDAR進行建筑掃描可以確保建筑與建筑信息模型(BIM)相匹配。將來自地面掃描的點云與BIM設計對比可保證施工質量并按計劃進行,LiDAR較大的優勢是實時掃描,能在項目早期發現缺陷,否則,任何有缺陷的結構返工都會浪費時間和金錢。主動抗串擾設計,使 Mid - 360 在多雷達環境中穩定運行不干擾。
調頻連續波FMCW激光雷達,以三角波調頻連續波為例來介紹其測距/測速原理。藍色為發射信號頻率,紅色為接收信號頻率,發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。激光雷達的維護簡單,降低了使用成本。甘肅割草機激光雷達
激光雷達的設計優化提高了其在復雜環境中的可靠性。甘肅割草機激光雷達
MEMS:MEMS激光雷達通過“振動”調整激光反射角度,實現掃描,激光發射器固定不動,但很考驗接收器的能力,而且壽命同樣是行業內的重大挑戰。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大視角覆蓋,這就會在每個激光雷達掃描的邊緣出現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+轉鏡:在轉鏡的基礎上加入振鏡,轉鏡負責橫向,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。甘肅割草機激光雷達