第三组基于回波能量强度判断采样点是否为噪点。通常情况下,激光光束受到类似灰尘、雨雾、雪等干扰产生的噪点的回波能量很小。目前按照回波能量强度大小将噪点置信度分为二档:01 表示回波能量很弱:这类采样点有较高概率为噪点,例如灰尘点;10 表示回波能量中等,该类采样点有中等概率为噪点,例如雨雾噪点。噪点置信度越低,说明该点是噪点的可能性越低。第四组基于采样点的空间位置判断是否为噪点。例如:激光探测测距只在测量前后两个距离十分相近的物体时,两个物体之间可能会产生拉丝状的噪点。目前按照不同的噪点置信度分为三档,噪点置信度越低,说明该点是噪点的可能性越低。激光雷达的工作原理是利用激光束在空间中传播的速度和时间来测量目标物体的距离和位置。上海测距激光雷达
工作原理,相控阵雷达发射的是电磁波,OPA(Optical Phase Array的简称,即光学相控阵)激光雷达发射的是光,而光和电磁波一样也表现出波的特性,所以原理上是一样的。波与波之间会产生干涉现象,通过控制相控阵雷达平面阵列各个阵元的电流相位,利用相位差可以让不同的位置的波源会产生干涉(类似的是两圈水波相互叠加后,有的方向会相互抵消,有的会相互增强),从而指向特定的方向,往复控制便得以实现扫描效果。利用光的相干性质,通过人为控制相位差实现不同方向的光发射效果;我们知道光和电磁波一样也表现出波的特性,因此同样可以利用相位差控制干涉让激光“转向”特定的角度,往复控制实现扫描效果。上海三维激光雷达行价激光雷达的应用不只局限于地面,还可以应用于空中和水下领域,如航空、海洋等领域的探测和监测。
新思科技提供的多个光学和光子学工具,可用于支持LiDAR的系统级和元件级设计:CODE V 光学设计软件,用于在LiDAR系统中设计光学接收系统。光学设计应用:在 LiDAR系统中优化接收器上的圈入能量。使用CODE V优化LiDAR中的接收光学系统,LightTools 照明设计软件能模拟雨滴、雾霾等大气环境对光信号探测造成的影响,并能获取返回光程数据以解决飞行时间计算问题。用于 LiDAR 和激光光源的功能。使用LightTools模拟LiDAR光学系统,Photonic Solutions光子方案模拟工具,能够对LiDAR系统中的多个组件进行优化设计。
LiDAR 数据通常在空中收集,如NOAA在加州大苏尔Bixby大桥上空的调查飞机(右图)。这里的LiDAR数据显示了Bixby大桥的俯视图(左上)和侧视图(左下)。NOAA的科学家使用基于LiDAR的装置检查自然和人造环境。LiDAR数据支持洪水和风暴潮建模、水动力建模、海岸线测绘、应急响应、水文测量以及海岸脆弱性分析等活动。此外,地形LiDAR使用近红外激光绘制地形和建筑物地图,而测深LiDAR使用透水绿光绘制海底和河床地图。在农业中,LiDAR可用于绘制拓扑图和作物生长图,从而提供有关肥料需求和灌溉需求的信息。四探头激光雷达通过多个触发器,实现对目标物体的全方面监测和跟踪,为复杂环境中的导航提供强大支持。
探测距离,激光雷达标称的较远探测距离一般为150-200m,实际上距离过远的时候,采样的点数会明显变少,测量距离和激光雷达的分辨率有着很大的关系。以激光雷达的垂直分辨率为0.4°较远探测距离为200m举例,在经过200m后激光光束2个点之间的距离为,也就是说只能检测到高于1.4m的障碍物。如下图10所示。如果要分辨具体的障碍物类型,那么需要采样点的数量更多,因此激光雷达有效的探测距离可能只有60-70m。增加激光雷达的探测距离有2种方法,一是增加物体的反射率,二是增加激光的功率。物体的反射率是固定的,无法改变,那么就只能增加激光的功率了。但是增加激光的功率会损伤人眼,只能想办法增加激光的波长,以避开人眼可见光的范围,这样可以适当增大激光的功率。探测距离是制约激光雷达的另一个障碍,汽车在高速行驶的过程中越早发现障碍物,就越能预留越多的反应时间,从而避免交通事故。激光雷达的远程测量能力使其适用于大型工程监测。上海量子雷达激光雷达
激光雷达作为现代感知技术的关键组成部分,与其他传感器的融合将推动自动驾驶、机器人领域的进一步发展。上海测距激光雷达
对于激光的波长,目前主要使用使用波长为905nm和1550nm的激光发射器,波长为1550nm的光线不容易在人眼液体中传输。故1550nm可在保证安全的前提下较大程度上提高发射功率。大功率能得到更远的探测距离,长波长也能提高抗干扰能力。但是1550nm激光需使用InGaAs,目前量产困难。故当前更多使用Si材质量产905nm的LiDAR。通过限制功率和脉冲时间来保证安全性。技术原理,激光雷达探测的具体技术可以分为TOF飞行时间法与相干探测方法。其中ToF方法可以进一步区分为iToF和dToF方法;飞行时间(ToF)探测方法,通过直接计算发射及接收电磁波的时间差测量被测目标的距离;相干探测方法(如:FMCW),通过测量发射电磁波与返回电磁波的频率变化解调出被测目标的距离及速度。上海测距激光雷达
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