激光雷達是實現更高級別自動駕駛(L3級別以上),以及更高安全性的良好途徑,相比于毫米波雷達,激光雷達的分辨率更高、穩定性更好、三維數據也更可靠。什么是激光雷達?激光雷達(LiDAR)是光探測與測距(Light Detection and Ranging)技術的縮寫。在工作過程中,激光束從光源發射并被場景中的物體反射回探測器,通過測量光束飛行時間(Time of Flight,簡稱ToF),可以推算出場景內物體的距離,并生成距離地圖。所謂雷達,就是用電磁波探測目標的電子設備。激光雷達(LightDetectionAndRanging,簡稱"LiDAR"),顧名思義就是以激光來探測目標的雷達。我們知道波長與頻率成反比,波長越長,衍射能力越強,傳播的距離也就越長。10cm 小盲區配合小巧身形,覽沃 Mid - 360 為機器人提供無死角視野。重慶隧道激光雷達
優劣勢分析,優勢:MEMS激光雷達因為擺脫了笨重的「旋轉電機」和「掃描鏡」等機械運動裝置,去除了金屬機械結構部件,同時配備的是毫米級的微振鏡,這較大程度上減少了MEMS激光雷達的尺寸,與傳統的光學掃描鏡相比,在光學、機械性能和功耗方面表現更為突出。其次,得益于激光收發單元的數量的減少,同時MEMS振鏡整體結構所使用的硅基材料還有降價空間,因此MEMS激光雷達的整體成本有望進一步降低。劣勢:MEMS激光雷達的「微振鏡」屬于振動敏感性器件,同時硅基MEMS的懸臂梁結構非常脆弱,外界的振動或沖擊極易直接致其斷裂,車載環境很容易對其使用壽命和工作穩定性產生影響。重慶隧道激光雷達激光雷達通過發射激光束,精確測量目標距離,是自動駕駛的關鍵傳感器。
輔助駕駛,在目前的L2/L3級高級輔助駕駛中,激光雷達可覆蓋前向視場(水平視場角覆蓋60°到120°)以實現自動跟車或者高速自適應巡航等功能。通過發射信號和反射信號的對比,構建出點云圖,從而實現諸如目標距離、方位、速度、姿態、形狀等信息的探測和識別。除了傳統的障礙物檢測以外,激光雷達還可以應用于車道線檢測。優點在于測距遠、精度高,獲取信息豐富,抗源干擾能力強。自動駕駛,未來,L4/L5級無人駕駛應用的實現,有賴于激光雷達提供的感知信息。激光雷達是一種可以掃描周圍環境并生成三維圖像的傳感器。它可以被用于識別障礙物、構建地圖和定位車輛等應用場景。該級別應用需要面對復雜多變的行駛環境,對激光雷達性能水平要求較高,在要求360°水平掃描范圍的同時,對于低反射率物體的較遠測距能力需要達到200m,且需要更高的線數以及更密的點云分辨率;同時為了減少噪點還需要激光雷達具有抵抗同環境中其他激光雷達干擾的能力。
工作原理,相控陣雷達發射的是電磁波,OPA(Optical Phase Array的簡稱,即光學相控陣)激光雷達發射的是光,而光和電磁波一樣也表現出波的特性,所以原理上是一樣的。波與波之間會產生干涉現象,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掃描效果。利用光的相干性質,通過人為控制相位差實現不同方向的光發射效果;我們知道光和電磁波一樣也表現出波的特性,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,往復控制實現掃描效果。激光雷達通過多角度掃描,獲取目標的完整信息。
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??梢赃_到120°范圍,形狀呈扇形,可布置于車身或車頂。Mid - 360 以 360°x59° 超廣 FOV,增強移動機器人復雜環境感知力。站臺入侵激光雷達
通過分析激光雷達數據,研究人員能夠精確評估環境變化。重慶隧道激光雷達
半固態-棱鏡式激光雷達,無人機廠商大疆孵化覽沃科技(Livox)入局激光雷達,便是采用的棱鏡式掃描方案,大疆利用其在無人機領域積累的電機精確調控技術及自動化產線,有信心克服棱鏡軸承或襯套壽命的難題,也為其激光雷達技術構筑護城河。工作原理,棱鏡式激光雷達也稱為雙楔形棱鏡式激光雷達,內部包括兩個楔形棱鏡,激光在通過頭一個楔形棱鏡后發生一次偏轉,通過第二個楔形棱鏡后再一次發生偏轉??刂苾擅胬忡R的相對轉速便可以控制激光束的掃描形態。與前面提到的掃描形式不同,棱鏡激光雷達累積的掃描圖案形狀狀若菊花,而并非一行一列的點云狀態。這樣的好處是只要相對速度控制得當,在同一位置長時間掃描幾乎可以覆蓋整個區域。重慶隧道激光雷達