激光雷達的工作原理:對人畜無害的紅外光束Light Pluses發射、反射和接收來探測物體。能探測的對象:白天或黑夜下的特定物體與車之間的距離。甚至由于反射度的不同,車道線和路面也是可以區分開來的。哪些物體無法探測:光束無法探測到被遮擋的物體。車用激光雷達工作原理就是蝙蝠測距用的回波時間(Time of Flight,縮寫為TOF)測量方法。分析目標物體表面的反射能量大小、反射波譜的幅度、頻率和相位等信息,輸出點云,從而呈現出目標物精確的三維結構信息。Mid - 360 水平 360°、垂直 59° 視場角,提供點云數據輔助決策。深圳毫米波激光雷達
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(數字信號處理器)、激光驅動、激光發射發光二極管、發射光學鏡頭、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、半固態激光雷達和固態激光雷達三大類。其中機械式激光雷達較為常用,固態激光雷達為未來業界大力發展方向,半固態激光雷達是機械式和純固態式的折中方案,屬于目前階段量產裝車的主力軍。山西高精度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FOV,FOV指激光雷達能夠探測到的視場范圍,可以從垂直和水平兩個維度以角度來衡量范圍大小,下圖比較形象的展示了激光雷達FOV范圍,之所以要提到FOV是因為后面不同的技術路線基本都是為了能夠實現對FOV區域內探測。垂直FOV:常見的車載激光雷達通常在25°,形狀呈扇形;水平FOV:常見的機械式激光雷達可以達到360°范圍,通常布置于車頂;常見的車載半固態激光雷達通常可以達到120°范圍,形狀呈扇形,可布置于車身或車頂。
發射模組:Flash激光雷達采用的是垂直腔面發射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser,VCSEL),比其他激光器更小、更輕、更耐用、更快、更易于制造,并且功率效率更高。接收模組:Flash激光雷達的性能主要取決于焦平面探測器陣列的靈敏度。焦平面探測器陣列可使用PIN型光電探測器,在探測器前端加上透鏡單元并采用高性能讀出電路,可實現短距離探測。對于遠距離探測需求,需要使用到雪崩型光電探測器,其探測的靈敏度高,可實現單光子探測,基于APD的面陣探測器具有遠距離單幅成像、易于小型化等優點。優點:一次性實現全局成像來完成探測,無需考慮運動補償;無掃描器件,成像速度快;集成度高,體積小;芯片級工藝,適合量產;全固態優勢,易過車規缺點:激光功率受限,探測距離近;抗干擾能力差;角分辨率低為服務機器人規劃路徑,助其在室內外自主移動作業。
RSoft 工具,能夠支持對片上LiDAR器件進行復雜的布局設計。任何單一仿真工具都無法勝任如此復雜性質的設計問題。組合使用RSoft工具,如FullWAVE FDTD用于發射器,Multiphysics Utility用于T-O Phaser,BeamPROP BPM用于分束器,將會達成較佳布局設計。OptSim,用于設計和模擬光通信系統。光學相干斷層掃描(OCT)和光探測和測距(LiDAR)應用中接收到的射頻頻譜,得到飛行時間(ToF)的分辨率及測量結果。OptoCompiler,用于光子集成電路。光子集成電路的應用領域也在持續擴展,從數據中心中的收發器和開關到更多樣化的汽車,生物醫學和傳感器市場,如(固態)LiDAR,層析成像和自由空間傳感器。總之,隨著科技不斷進步與發展,LiDAR已經成為多個領域不可或缺且無法替代的關鍵工具之一。其普遍應用將進一步推動各行各業向著更加智能化、高效率和精確度發展,并為人類社會帶來更多福祉與便利。服務機器人借助激光雷達規劃路徑,實現室內外自主移動。江蘇二維激光雷達
激光雷達在無人倉儲系統中實現貨物的精確定位。深圳毫米波激光雷達
第三組基于回波能量強度判斷采樣點是否為噪點。通常情況下,激光光束受到類似灰塵、雨霧、雪等干擾產生的噪點的回波能量很小。目前按照回波能量強度大小將噪點置信度分為二檔:01 表示回波能量很弱:這類采樣點有較高概率為噪點,例如灰塵點;10 表示回波能量中等,該類采樣點有中等概率為噪點,例如雨霧噪點。噪點置信度越低,說明該點是噪點的可能性越低。第四組基于采樣點的空間位置判斷是否為噪點。例如:激光探測測距只在測量前后兩個距離十分相近的物體時,兩個物體之間可能會產生拉絲狀的噪點。目前按照不同的噪點置信度分為三檔,噪點置信度越低,說明該點是噪點的可能性越低。深圳毫米波激光雷達