相关缩写:dToF:direct Time-of-Flight直接测量光的飞行时间;iToF:indirect Time-of-Flight通过测量相位偏移来间接测量光的飞行时间;PLD:脉冲激光二极管,一种激光雷达发光元件;APD:雪崩光二极管,一种激光雷达感光元件;SPAD:Single Photon Avalanche Diode单光子雪崩二极管,一种激光雷达感光元件;SiPM:Silicon photomultiplier硅光电倍增管,一种激光雷达感光元件;CMOS:Compound metal Oxided Semiconductor 复合金属氧化物半导体,一种摄像头感光元件;CCD:Charge Coupled Device电荷耦合器件,一种摄像头感光元件;CIS:CMOS image sensor互补金属氧化物半导体图像传感器;OPA:Optical Phased Arrays 光学相控阵;FPA:Focal Plane Array焦平面阵列;WD:Wavelength Disperion波长色散;MEMS:Micro-Electro-Mechanical System 微机电系统。激光雷达由发射器、接收器、光电探测器等组成,通过精密的光学系统和电器系统实现测量和控制。上海国产激光雷达制造
旋转透射棱镜:棱镜激光雷达也称为双楔形棱镜激光雷达,内部包括两个楔形棱镜,激光在通过头一个楔形棱镜后发生一次偏转,通过第二个楔形棱镜后再一次发生偏转。控制两面棱镜的相对转速便可以控制激光束的扫描形态。棱镜激光雷达累积的扫描图案形状像花瓣,中心点扫描次数密集,圆的边缘则相对稀疏,扫描时间持久才能丰富图像,所以需要加入多个激光雷达共工作,以便达到更高的效果。棱镜可以通过增加激光线束和功率实现高精与长距离探测,但结构复杂、体积更难控制,轴承与衬套磨损风险较大。上海livox激光雷达渠道单线激光雷达通过单条激光束的扫描,实现对目标物体的快速测量和识别。
不同类激光雷达的优缺点:机械旋转式激光雷达,机械旋转式Lidar的发射和接收模块存在宏观意义上的转动。在竖直方向上排布多组激光线束,发射模块以一定频率发射激光线,通过不断旋转发射头实现动态扫描。机械旋转Lidar分立的收发组件导致生产过程要人工光路对准,费时费力,可量产性差。目前有的机械旋转Lidar厂商在走芯片化的路线,将多线激光发射模组集成到一片芯片,提高生产效率和量产性,降低成本,减小旋转部件的大小和体积,使其更易过车规。优点:技术成熟;扫描速度快;可360度扫描。缺点:可量产性差:光路调试、装配复杂,生产效率低;价格贵:靠增加收发模块的数量实现高线束,元器件成本高,主机厂难以接受;难过车规:旋转部件体积/重量庞大,难以满足车规的严苛要求;造型不易于集成到车体。
机械式激光雷达,工作原理,发射和接收模块被电机电动进行360度旋转。在竖直方向上排布多组激光线束,发射模块以一定频率发射激光线,通过不断旋转发射头实现动态扫描。优劣势分析,优势:机械式激光雷达作为较早装车的产品,技术已经比较成熟,因为其是由电机控制旋转,所以可以长时间内保持转速稳定,每次扫描的速度都是线性的。并且由于『站得高』,机械式激光雷达可以对周围环境进行精度够高并且清晰稳定的360度环境重构。劣势:虽然技术成熟,但因为其内部的激光收发模组线束多,并且需要复杂的人工调整,制造周期长,所以成本并不低,并且可靠性差,导致可量产性不高。其次,机械式激光雷达体积过大,消费者接受度不高。然后,它的寿命大约在1000h~3000h,而汽车厂商的要求是至少13000h,这也决定了其很难走向C端市场。激光雷达在森林监测中用于评估森林资源和健康状况。
激光光源,由于激光器发射的光线需要投射至整个FOV平面区域内,除了面光源可以直接发射整面光线外,点光源则需要做二维扫描覆盖整个FOV区域,线光源需要做一维扫描覆盖整个FOV区域。其中点光源根据光源发射的形式又可以分为EEL(Edge-Emitting Laser边发射激光器)和VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser垂直腔面发射激光器)两种,二者区别在于EEL激光平行于衬底表面发出(如图1),VCSEL激光垂直于衬底表面发出(如图2)。其中VCSEL式易于进行芯片式阵列布置,通常使用此类光源进行阵列式布置形成线光源(一维阵列)或面光源(二维阵列),VCSEL光源剖面图与二维阵列光源芯片示意图如下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。上海泰览Tele-15激光雷达渠道
激光雷达可以实现对目标物体的三维重建和运动轨迹的跟踪,为自动驾驶和智能交通提供重要的数据支持。上海国产激光雷达制造
关于实际量程:雷达对特定目标的实际量程会受到如下因素的影响:1、目标漫反射率,目标漫反射率不但与材质有关,也与表面朝向有关。目标漫反射率越高,实际量程就越远;2、反射面积,目标表面被激光光斑覆盖的面积。覆盖面积越大,实际测量距离越远;3、透光罩脏污程度,雷达的透光罩脏污会造成透光性能下降,透光性能下降得越多,测量能力越差,透光率下降至 60%时,测量能力可能完全失效;4、大气条件,雷达的实际测量能力同时受到大气条件的影响,特别是在户外工作时。大气的光传播能力越差,雷达的实际测量能力越低。在极端天气条件 (例如浓雾)下,测量能力会完全失效。上海国产激光雷达制造
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