半固態—MEMS式激光雷達,MEMS全稱Micro-Electro-Mechanical System(微機電系統),是將原本激光雷達的機械結構通過微電子技術集成到硅基芯片上。本質上而言MEMS激光雷達并沒有做到完全取消機械結構,所以它是一種半固態激光雷達。工作原理,MEMS在硅基芯片上集成了體積十分精巧的微振鏡,其主要結構是尺寸很小的懸臂梁——通過控制微小的鏡面平動和扭轉往復運動,將激光管反射到不同的角度完成掃描,而激光發生器本身固定不動。其次,MEMS的振動角度有限導致視場角比較小(小于120度),同時受限于MEMS微振鏡的鏡面尺寸,傳統MEMS技術的有效探測距離只有50米,FOV角度只能達到30度,多用于近距離補盲或者前向探測。激光雷達具有高精度、大范圍、全天候工作等特點,可以有效地應對各種復雜的環境條件。深圳障礙物入侵監測激光雷達
光學相控陣激光雷達(OPA),很多特殊的Lidar使用OPA(OpticalPhasedArray)光學相控陣技術。OPA運用相干原理,采用多個光源組成陣列,通過調節發射陣列中每個發射單元的相位差,來控制輸出的激光束的方向。OPA激光雷達完全是由電信號控制掃描方向,能夠動態地調節掃描角度范圍,對目標區域進行全局掃描或者某一區域的局部精細化掃描,一個激光雷達就可能覆蓋近/中/遠距離的目標探測。優點:純固態Lidar,體積小,易于車規;掃描速度快(一般可達到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區域進行高密度掃描),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。遠距離激光雷達渠道激光雷達的高精度三維成像為地質勘探提供了有力支持。
激光雷達的分類,激光雷達行業具有較高的技術水準與技術壁壘,并同時具有技術創新能力強與產品迭代速度快的特征。其技術發展方向與半導體行業契合度高,激光雷達系統中主要的激光器、探測器、控制及處理單元均能從半導體行業的發展中受益,收發單元陣列化以及主要模塊芯片化是未來的發展趨勢。激光雷達可分成一維(1D)激光雷達、二維(2D)掃描激光雷達和三維(3D)掃描激光雷達。1D激光雷達只能用于線性的測距;2D掃描激光雷達只能在平面上掃描,可用于平面面積與平面形狀的測繪,如家庭用的掃地機器人;3D掃描激光雷達可進行3D空間掃描,用于戶外建筑測繪,它是駕駛輔助和自助式自動駕駛應用的重要車載傳感設備。3D激光雷達可進一步分成3D扇形掃描激光雷達和3D旋轉式掃描激光雷達。
從車規級應用來看,小鵬P5配備2顆大疆Livox車規級棱鏡式激光雷達,另外大疆Livox也獲得了一汽解放量產項目的定點 。針對單顆棱鏡式中心區域點云密集。兩側點云相對稀疏的情況,小鵬P5選擇在車前部署了2顆激光雷達,前方提高至 180度的超寬點云視野,提高應對近處車輛加塞、十字路口拐彎等復雜路況的通行能力。針對車規級設備需要在連續振動、高低溫、高濕高鹽等環境下連續工作的特點,固態激光雷達成為了較為可行的發展方向。喜歡特種行業的朋友應該都聽過軍機、軍艦上搭載的相控陣雷達,而OPA光學相控陣激光雷達便是運用了與之相似的原理,并把它搬到了車端。通過分析激光雷達數據,研究人員能夠精確評估環境變化。
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。覽沃激光雷達通過其突出的性能和可靠性,為無人車、農業應用等提供了高精度的測距和位姿解算能力。隧道激光雷達廠商
國產激光雷達在技術不斷創新的支撐下走上自主可控的發展道路,為國內市場提供高水平的激光雷達產品。深圳障礙物入侵監測激光雷達
工作原理,,與MEMS微振鏡平動和扭轉的形式不同,轉鏡是反射鏡面圍繞圓心不斷旋轉,從而實現激光的掃描。在轉鏡方案中,也存在一面掃描鏡(一維轉鏡)和一縱一橫兩面掃描鏡(二維轉鏡)兩種技術路線。一維轉鏡線束與激光發生器數量一致,而二維轉鏡可以實現等效更多的線束,在集成難度和成本控制上存在優勢。簡而言之,使用轉鏡折射光線實現激光在FOV區域內的覆蓋,通常與線光源配合使用,形成FOV面的覆蓋,也可以與振鏡組合使用,配合點光源形成FOV面的覆蓋。深圳障礙物入侵監測激光雷達