LiDAR的結構。激光雷達主要包括激光發射、接收、掃描器、透鏡天線和信號處理電路組成。激光發射部分主要有兩種,一種是激光二極管,通常有硅和砷化鎵兩種基底材料,再有一種就是目前非常火熱的垂直腔面發射(VCSEL)(比如 iPhone 上的 LiDAR),VCSEL 的優點是價格低廉,體積極小,功耗極低,缺點是有效距離比較短,需要多級放大才能達到車用的有效距離。激光雷達主要應用了激光測距的原理,而如何制造合適的結構使得傳感器能向多個方向發射激光束,如何測量激光往返的時間,這便區分出了不同的激光雷達的結構。激光雷達在工業自動化中用于實時監測生產線上的物體的位置。毫米波激光雷達規格
從自動駕駛技術發展來看,L0-L2階段,傳感器與控制系統的革新是主要變化;L3-L4階段,感知與決策能力的增強是主要變化。L2、L3及L4級別的智能駕駛所需激光雷達臺數分別為0臺、1臺和5臺,激光雷達稱為推動智能駕駛發展的重要因素。就國內市場而言,中國擁有世界較大的高級輔助駕駛和無人駕駛市場,成長空間也較為廣闊。2020年11月發布的《智能網聯汽車技術路線圖(2.0版)》明確指出到2030年我國L2和L3級滲透率要超過70%。但激光雷達的技術路線仍然有其他的選項尚未成熟,市場目前依然處于群雄逐鹿的狀態。伴隨著在汽車行業的不斷滲透與工業自動化的發展,激光雷達的投資機會可不斷給到我們想象空間。甘肅物流車激光雷達Mid - 360 以 360°x59° 超廣 FOV,增強移動機器人復雜環境感知力。
泛光面陣式(FLASH),泛光面陣式是目前全固態激光雷達中較主流的技術,其原理也就是快閃,它不像 MEMS 或 OPA 的方案會去進行掃描,而是短時間直接發射出一大片覆蓋探測區域的激光,再以高度靈敏的接收器,來完成對環境周圍圖像的繪制。我們以目前較為成熟的車載 MEMS 式激光雷達為例,講解其關鍵的硬件參數。這主要是因為激光發射器和接收器不能做在一起導致的,此方案本身便存在小量的誤差。現在很多方案,都是向著共軸努力。激光雷達的測距精度,隨著距離的變化而變化。
早在上個世紀60年代,當人類制造出激光器后,科學家們根據激光的特性,較早提出的應用就是測距。在1967年7月,美國人進行了頭一次載人登月飛行,就在月球上安裝了一個發射裝置用于測算地球和月球的距離。隨后,正值冷戰時期的人們,將激光應用在了制彈上。飛機發射激光照射目標,同時投擲激光制彈對準目標飛行,用激光隨時修正自己的飛行路線,精確度非常高。20世紀70年代末,美國國家航空航天局(NASA)成功研制出一種具有掃描和高速數據記錄能力的機載海洋激光雷達。用在大西洋和切薩皮克灣進行了水深的測定,并且繪制出水深小于10m的海底地貌。此后,機載激光雷達系統蘊含的巨大應用潛力開始受到關注,并很快被應用到陸地地形勘測研究當中。城市規劃憑借激光雷達獲取空間數據,輔助科學規劃。
有幾個原因:我們這里說的激光雷達,是指 TOF 激光雷達,TOF 測距,靠的是 TDC 電路提供計時,用光速乘以單向時間得到距離,但限于成本,TDC 一般由 FPGA 的進位鏈實現,本質上是對一個低頻的晶振信號做差值,實現高頻的計數。所以,測距的精度,強烈依賴于這個晶振的精度。而晶振隨著時間的推移,存在累計誤差;距離越遠,接收信號越弱,雷達自身的尋峰算法越難以定位到較佳接收時刻,這也造成了精度的劣化;而由于激光雷達檢測障礙物的有效距離和較小垂直分辨率有關系,也就是說角度分辨率越小,則檢測的效果越好。如果兩個激光光束之間的角度為 0.4°,那么當探測距離為 200m 的時候,兩個激光光束之間的距離為200m*tan0.4°≈1.4m。也就是說在 200m 之后,只能檢測到高于 1.4m 的障礙物了。如果需要知道障礙物的類型,那么需要采用的點數就需要更多,距離越遠,激光雷達采樣的點數就越少,可以很直接的知道,距離越遠,點數越少,就越難以識別準確的障礙物類型。輕巧的 Mid - 360 便于隱藏式布置,契合移動機器人設計需求。甘肅物流車激光雷達
Mid - 360 距離探測可為 10cm,小盲區助力嵌入式無盲區安裝。毫米波激光雷達規格
當我們用當前幀和整個點云地圖進行匹配的時候,我們便能得到傳感器在整個地圖中的位姿,從而實現在地圖中的定位。傳感器車規化,固態激光雷達取消了機械結構,能夠擊中目前機械旋轉式的成本和可靠性的痛點,是激光雷達的發展方向。除了這兩大迫切解決的痛點外,目前量產的激光雷達探測距離不足,只能滿足低速場景(如廠區內、校園內等)的應用。日常駕駛、高速駕駛的場景仍在測試過程中。當前機械式激光雷達的價格十分昂貴,Velodyne 在售的 64/32/16 線產品的官方定價分別為 8 萬/4 萬/8 千美元。一方面,機械式激光雷達由發射光源、轉鏡、接收器、微控馬達等精密零部件構成,制造難度大、物料成本較高;另一方面,激光雷達仍未大規模進入量產車、需求量小,研發費用等固定成本難以攤薄。 量產 100 萬臺 VLP-32后,那么其售價將會降至 400 美元左右。毫米波激光雷達規格