要知道光速是每秒30萬公里。要區(qū)分目標(biāo)厘米級別的精確距離,那對傳輸時間測量分辨率必須做到1納秒。要如此精確的測量時間,因此對應(yīng)的測量系統(tǒng)的成本就很難降到很低,需要使用巧妙的方法降低測量難度。首先,我們需要明確,激光雷達(dá)并不是單獨運作的,一般是由激光發(fā)射器、接收器和慣性定位導(dǎo)航三個主要模塊組成。當(dāng)激光雷達(dá)工作的時候,會對外發(fā)射激光,在遇到物體后,激光折射回來被CMOS傳感器接收,從而測得本體到障礙物的距離。從原理來看,只要需要知道光速、和從發(fā)射到CMOS感知的時間就可以測出障礙物的距離,再結(jié)合實時GPS、慣性導(dǎo)航信息與計算激光雷達(dá)發(fā)射出去角度,系統(tǒng)就可以得到前方物體的坐標(biāo)方位和距離信息。憑借主動抗串?dāng)_,Mid - 360 在室內(nèi)多雷達(dá)信號中穩(wěn)定工作。無人駕駛激光雷達(dá)廠家精選
目前的激光雷達(dá),不光只有光探測與測量,更是一種集激光、全球定位系統(tǒng)(GPS)和IMU(InertialMeasurementUnit,慣性測量裝置)三種技術(shù)于一身的系統(tǒng),用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM(數(shù)字高程模型)。這三種技術(shù)的結(jié)合,可以高度準(zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑,測距精度可達(dá)厘米級,激光雷達(dá)較大的優(yōu)勢就是"精確"和"快速、高效作業(yè)"。隨著激光雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,星載激光雷達(dá)的研制和應(yīng)用在20世紀(jì)90年代逐步成熟。2003年,NASA根據(jù)早先提出的采用星載激光雷達(dá)測量兩極地區(qū)冰面變化的計劃,正式將地學(xué)激光測高儀列入地球觀測系統(tǒng)中,并將其搭載在冰體、云量和陸地高度監(jiān)測衛(wèi)星上發(fā)射升空運行。江西AMR激光雷達(dá)激光雷達(dá)通過發(fā)射激光束,精確測量目標(biāo)距離,是自動駕駛的關(guān)鍵傳感器。
工作原理,相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射的是電磁波,OPA(Optical Phase Array的簡稱,即光學(xué)相控陣)激光雷達(dá)發(fā)射的是光,而光和電磁波一樣也表現(xiàn)出波的特性,所以原理上是一樣的。波與波之間會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,通過控制相控陣?yán)走_(dá)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(chǎn)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(qiáng)),從而指向特定的方向,往復(fù)控制便得以實現(xiàn)掃描效果。利用光的相干性質(zhì),通過人為控制相位差實現(xiàn)不同方向的光發(fā)射效果;我們知道光和電磁波一樣也表現(xiàn)出波的特性,因此同樣可以利用相位差控制干涉讓激光“轉(zhuǎn)向”特定的角度,往復(fù)控制實現(xiàn)掃描效果。
給定兩個來自不同坐標(biāo)系的三維數(shù)據(jù)點集,找到兩個點集空間的變換關(guān)系,使得兩個點集能統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系統(tǒng)中,這個過程便稱為配準(zhǔn)。配準(zhǔn)的目標(biāo)是在全局坐標(biāo)框架中找到單獨獲取的視圖的相對位置和方向,使得它們之間的相交區(qū)域完全重疊。對于從不同視圖(views)獲取的每一組點云數(shù)據(jù),點云數(shù)據(jù)很有可能是完全不相同的,需要一個能夠?qū)⑺鼈儗R在一起的單一點云模型,從而可以應(yīng)用后續(xù)處理步驟,如分割和進(jìn)行模型重建。目前對配準(zhǔn)過程較常見的主要是 ICP 及其變種算法,NDT 算法,和基于特征提取的匹配。激光雷達(dá)的功耗低,延長了設(shè)備的使用壽命。
LiDAR的結(jié)構(gòu)。激光雷達(dá)主要包括激光發(fā)射、接收、掃描器、透鏡天線和信號處理電路組成。激光發(fā)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?;馃岬拇怪鼻幻姘l(fā)射(VCSEL)(比如 iPhone 上的 LiDAR),VCSEL 的優(yōu)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(dá)到車用的有效距離。激光雷達(dá)主要應(yīng)用了激光測距的原理,而如何制造合適的結(jié)構(gòu)使得傳感器能向多個方向發(fā)射激光束,如何測量激光往返的時間,這便區(qū)分出了不同的激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)。在夜間和惡劣天氣下,激光雷達(dá)能有效提升車輛的感知能力。傲覽Avia激光雷達(dá)現(xiàn)貨直發(fā)
激光雷達(dá)的掃描模式多樣,適應(yīng)不同場景的需求。無人駕駛激光雷達(dá)廠家精選
二維掃描振鏡激光雷達(dá),這類激光雷達(dá)的主要元件是兩個掃描器——多邊形棱鏡和垂直掃描振鏡,分別負(fù)責(zé)水平和垂直方向上的掃描。特點是掃描速度快,精度高。比如:一個四面多邊形,只移動八條激光器光束(相當(dāng)于傳統(tǒng)的8線激光雷達(dá)),以5000rpm速度掃描,垂直分辨率為2667條/秒,120度水平掃描,在10Hz非隔行掃描下,垂直分辨率達(dá)267線。優(yōu)點:轉(zhuǎn)速越高,掃描精度越高;可以控制掃描區(qū)域,提高關(guān)鍵區(qū)域的掃描密度;多邊形可提供超寬FOV,一般可做到水平120度。MEMSLidar一般不超過80度;通光孔徑大,信噪比和有效距離要遠(yuǎn)高于MEMSLidar;價格低廉,MEMS振鏡貴的要上千美元,多邊形激光掃描已經(jīng)非常成熟,價格只要幾十美元;激光雷達(dá)間抗干擾性強(qiáng)缺點:與MEMS技術(shù)比,其缺點是功耗高,有電機(jī)轉(zhuǎn)動部件。無人駕駛激光雷達(dá)廠家精選