1951年,美国物理学家Purcel(珀赛尔)在用微波波谱学的方法制定核磁矩的同时,意外地观察到了50HZ的受激辐射,并把粒子数反转称为“负温1度”状态,这使人们对玻尔兹曼分布有了更全方面也更深刻的认识。同年,美国物理学家(Townes)汤斯提出了受激辐射微波放大的设想。1954年,汤斯和她的两个学生戈登、曹格尔一起研制成功了波长为1.25cm的氨分子振荡器,并把它称为受激辐射微波放大器,按其字母缩写为MASER,简称脉泽。时间来到1958年,汤斯与肖洛联名在《物理评论》上发表了论文《红外与光激射器》,这标志着激光作为一种新事物登上了历史舞台。1960年,梅安研制的红宝石激光器发出了694.3nm红价激光,这是世界上公认的头一台激光器。激光雷达的高稳定性使其在太空探测任务中备受青睐。上海二维激光雷达厂商
相比于半固态式和固态式激光雷达,机械旋转式激光雷达的优势在于可以对周围环境进行360°的水平视场扫描,而半固态式和固态式激光雷达往往较高只能做到120°的水平视场扫描,且在视场范围内测距能力的均匀性差于机械旋转式激光雷达。由于无人驾驶汽车运行环境复杂,需要对周围360°的环境具有同等的感知能力,而机械旋转式激光雷达兼具360°水平视场角和测距能力远的优势,目前主流无人驾驶项目纷纷采用了机械旋转式激光雷达作为主要的感知传感器。上海二维激光雷达厂商激光雷达在环境监测中用于监测大气污染物的浓度。
激光雷达在ADAS应用:海内外持续发展,2025年全球市场规模有望达6.2亿美元。2020年10月,百度在北京全方面开放无人驾驶出租车服务,在13个城市部署总数测试车辆,并且与一汽红旗合作实现了中国首条L4级自动驾驶乘用车生产线建设,具备批量生产能力。根据Forst&Sullivan研究估计,2026年ADAS领域使用激光雷达产业规模有望达12.9亿美元。其中,中国、美国、其他地区分别为6.7/3.5/2.7亿美元。2030年ADAS领域使用激光雷达产业规模有望达64.9亿美元,其中中国、美国、其他地区分别为32.5/13.0/19.5亿美元。
激光雷达的应用:1、林业调绘,森林中的树木结构和高度的可视化是LiDAR应用真正成功的领域。但激光雷达真的能“穿透”树木吗?想象一下,你站在森林中间,抬头看。你能看到阳光吗?如果您可以看到光线透过,那么LiDAR也可以。当你知道树的高度和地面的高度时,你就会得到一个真正的垂直剖面,如果你真的想要一个3D植被结构,地面LiDAR也可以生成逼真的3D模型。其实,地球科学激光高度计系统(GLAS)是头一个从太空绘制森林地图的激光测距(LiDAR)仪器。2、确定土地用途,激光雷达分类代码包括地面、植被(低,中,高)、建筑、架空导线、公路、铁路和水等等,每个分类定义都来自反射的激光脉冲。甚至通过多期数据监测可以稳定地了解我们星球的动态变化,包括气候变化。激光雷达的远程测量能力使其适用于大型工程监测。
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。激光雷达的抗干扰能力强,保证了数据的准确性。上海连续波激光雷达
激光雷达在建筑施工中用于精确测量和定位。上海二维激光雷达厂商
当我们用当前帧和整个点云地图进行匹配的时候,我们便能得到传感器在整个地图中的位姿,从而实现在地图中的定位。传感器车规化,固态激光雷达取消了机械结构,能够击中目前机械旋转式的成本和可靠性的痛点,是激光雷达的发展方向。除了这两大迫切解决的痛点外,目前量产的激光雷达探测距离不足,只能满足低速场景(如厂区内、校园内等)的应用。日常驾驶、高速驾驶的场景仍在测试过程中。当前机械式激光雷达的价格十分昂贵,Velodyne 在售的 64/32/16 线产品的官方定价分别为 8 万/4 万/8 千美元。一方面,机械式激光雷达由发射光源、转镜、接收器、微控马达等精密零部件构成,制造难度大、物料成本较高;另一方面,激光雷达仍未大规模进入量产车、需求量小,研发费用等固定成本难以摊薄。 量产 100 万台 VLP-32后,那么其售价将会降至 400 美元左右。上海二维激光雷达厂商
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