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(gè)光源組成陣列,通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中每個(gè)發(fā)射單元的相位差,來(lái)控制輸出的激光束的方向。OPA激光雷達(dá)完全是由電信號(hào)控制掃描方向,能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)掃描角度范圍,對(duì)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(gè)激光雷達(dá)就可能覆蓋近/中/遠(yuǎn)距離的目標(biāo)探測(cè)。優(yōu)點(diǎn):純固態(tài)Lidar,體積小,易于車(chē)規(guī);掃描速度快(一般可達(dá)到MHz量級(jí)以上);精度高(可以做到μrad量級(jí)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(diǎn):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(gè)波長(zhǎng);探測(cè)距離很難做到很遠(yuǎn)。激光雷達(dá)在野生動(dòng)物保護(hù)中用于監(jiān)測(cè)動(dòng)物的活動(dòng)范圍和習(xí)性。深圳livox激光雷達(dá)制造
在體積限制下,F(xiàn)lash激光雷達(dá)的功率密度不能很高。因此,F(xiàn)lash激光雷達(dá)目前的問(wèn)題是,由于功率密度的限制,無(wú)法考慮三個(gè)參數(shù):視場(chǎng)角、檢測(cè)距離和分辨率,即如果檢測(cè)距離較遠(yuǎn),則需要放棄視場(chǎng)角或分辨率;如果需要高分辨率,則需要放棄視場(chǎng)角或檢測(cè)距離。Flash激光雷達(dá)采用面光源泛光成像,其發(fā)射的光線(xiàn)會(huì)散布在整個(gè)視場(chǎng)內(nèi),因此不需要折射就可以覆蓋FOV區(qū)域了,難點(diǎn)在于如何提升其功率密度從而提升探測(cè)精度和距離,目前通常使用VCSEL光源組成二維矩陣形成面光源。上海汽車(chē)激光雷達(dá)規(guī)格激光雷達(dá)的分辨率高,能夠捕捉到細(xì)微的目標(biāo)特征。
緊接著,一個(gè)激光雷達(dá)如果能在同一個(gè)空間內(nèi),按照設(shè)定好的角度發(fā)射多條激光,就能得到多條基于障礙物的反射信號(hào)。再配合時(shí)間范圍、激光的掃描角度、GPS 位置和 INS 信息,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后,這些信息配合x(chóng),y,z坐標(biāo),就會(huì)成為具有距離信息、空間位置信息等的三維立體信號(hào),再基于軟件算法組合起來(lái),系統(tǒng)就可以得到線(xiàn)、面、體等各種相關(guān)參數(shù),以此建立三維點(diǎn)云圖,繪制出環(huán)境地圖,就能變成汽車(chē)的“眼睛”。激光雷達(dá)是由激光發(fā)射單元和激光接收單元組成,發(fā)射單元的工作方式是向外發(fā)射激光束層,層數(shù)越多,精度也越高(如下圖所示),不過(guò)這也意味著傳感器尺寸越大。發(fā)射單元將激光發(fā)射出去后,當(dāng)激光遇到障礙物會(huì)反射,從而被接收器接收,接收器根據(jù)每束激光發(fā)射和返回的時(shí)間,創(chuàng)建一組點(diǎn)云,高質(zhì)量的激光雷達(dá),每秒較多可以發(fā)出200多束激光。
根據(jù)激光雷達(dá)按技術(shù)架構(gòu)分類(lèi):機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá):通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)收發(fā)陣列進(jìn)行整體旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)對(duì)空間水平360°視場(chǎng)范圍的掃描。測(cè)距能力在水平360°視場(chǎng)范圍內(nèi)保持一致。半固態(tài)式激光雷達(dá):半固態(tài)方案的特點(diǎn)是收發(fā)單元與掃描部件解耦,收發(fā)單元(如激光器、探測(cè)器)不再進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng),具體包括微振鏡方案、轉(zhuǎn)鏡方案等。適用于實(shí)現(xiàn)部分視場(chǎng)角(如前向)的探測(cè),體積相較于機(jī)械旋轉(zhuǎn)式雷達(dá)更緊湊。固態(tài)激光雷達(dá):固態(tài)式方案的特點(diǎn)是不再包含任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,具體包括相控陣(OpticalPhasedArray,OPA)方案、Flash方案、電子掃描方案等。激光雷達(dá)在建筑施工中用于精確測(cè)量和定位。
相關(guān)縮寫(xiě):dToF:direct Time-of-Flight直接測(cè)量光的飛行時(shí)間;iToF:indirect Time-of-Flight通過(guò)測(cè)量相位偏移來(lái)間接測(cè)量光的飛行時(shí)間;PLD:脈沖激光二極管,一種激光雷達(dá)發(fā)光元件;APD:雪崩光二極管,一種激光雷達(dá)感光元件;SPAD:Single Photon Avalanche Diode單光子雪崩二極管,一種激光雷達(dá)感光元件;SiPM:Silicon photomultiplier硅光電倍增管,一種激光雷達(dá)感光元件;CMOS:Compound metal Oxided Semiconductor 復(fù)合金屬氧化物半導(dǎo)體,一種攝像頭感光元件;CCD:Charge Coupled Device電荷耦合器件,一種攝像頭感光元件;CIS:CMOS image sensor互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器;OPA:Optical Phased Arrays 光學(xué)相控陣;FPA:Focal Plane Array焦平面陣列;WD:Wavelength Disperion波長(zhǎng)色散;MEMS:Micro-Electro-Mechanical System 微機(jī)電系統(tǒng)。激光雷達(dá)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域用于監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)情況。IGV激光雷達(dá)廠(chǎng)家直銷(xiāo)
激光雷達(dá)的智能化處理提高了數(shù)據(jù)解析的自動(dòng)化水平。深圳livox激光雷達(dá)制造
線(xiàn)數(shù),線(xiàn)數(shù)越高,表示單位時(shí)間內(nèi)采樣的點(diǎn)就越多,分辨率也就越高,目前無(wú)人駕駛車(chē)一般采用32線(xiàn)或64線(xiàn)的激光雷達(dá)。分辨率,分辨率和激光光束之間的夾角有關(guān),夾角越小,分辨率越高。固態(tài)激光雷達(dá)的垂直分辨率和水平分辨率大概相當(dāng),約為0.1°,旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的水平角分辨率為0.08°,垂直角分辨率約為0.4°。探測(cè)距離,激光雷達(dá)的較大測(cè)量距離。在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域應(yīng)用的激光雷達(dá)的測(cè)距范圍普遍在100~200m左右。測(cè)量精度,激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)手冊(cè)中的測(cè)量精度(Accuracy)常表示為,例如±2cm的形式。精度表示設(shè)備測(cè)量位置與實(shí)際位置偏差的范圍。深圳livox激光雷達(dá)制造