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。激光雷达能够快速捕获运动目标的动态信息。上海觅道Mid-70激光雷达渠道
激光雷达的构成与分类:激光雷达的构成,激光雷达发展到现在,其结构精密且复杂,主要由激光系统、接收系统、信号处理单元和扫描模块四大主要组件构成。激光器以脉冲的方式点亮发射激光,照射到障碍物后对物体进行3D扫描,反射光线经由镜头组汇聚到接收器上。信号处理单元负责控制激光器的发射,并将接收到的模拟信号转为数字信号,然后进入主控芯片进行数据的处理和计算。进一步的,我们可以根据以下指标判断激光雷达的好坏。视场角,视场角决定了激光雷达能够看到的视野范围,分为水平视场角和垂直视场角,视场角越大,表示视野范围越大,反之则表示视野范围越小。上海览沃激光雷达设备在某些领域,激光雷达被用于侦察和目标识别。
激光雷达结构,激光雷达的关键部件按照信号处理的信号链包括控制硬件DSP(数字信号处理器)、激光驱动、激光发射发光二极管、发射光学镜头、接收光学镜头、APD(雪崩光学二极管)、TIA(可变跨导放大器)和探测器,如下图所示。其中除了发射和接收光学镜头外,都是电子部件。随着半导体技术的快速演进,性能逐步提升的同时成本迅速降低。但是光学组件和旋转机械则占具了激光雷达的大部分成本。激光雷达的种类,把激光雷达按照扫描方式来分类,目前有机械式激光雷达、半固态激光雷达和固态激光雷达三大类。其中机械式激光雷达较为常用,固态激光雷达为未来业界大力发展方向,半固态激光雷达是机械式和纯固态式的折中方案,属于目前阶段量产装车的主力军。
给定两个来自不同坐标系的三维数据点集,找到两个点集空间的变换关系,使得两个点集能统一到同一坐标系统中,这个过程便称为配准。配准的目标是在全局坐标框架中找到单独获取的视图的相对位置和方向,使得它们之间的相交区域完全重叠。对于从不同视图(views)获取的每一组点云数据,点云数据很有可能是完全不相同的,需要一个能够将它们对齐在一起的单一点云模型,从而可以应用后续处理步骤,如分割和进行模型重建。目前对配准过程较常见的主要是 ICP 及其变种算法,NDT 算法,和基于特征提取的匹配。在航海领域,激光雷达为船舶提供了安全导航保障。
调频连续波FMCW激光雷达,以三角波调频连续波为例来介绍其测距/测速原理。蓝色为发射信号频率,红色为接收信号频率,发射的激光束被反复调制,信号频率不断变化。激光束击中障碍物被反射,反射会影响光的频率,当反射光返回到检测器,与发射时的频率相比,就能测量两种频率之间的差值,与距离成比例,从而计算出物体的位置信息。FMCW的反射光频率会根据前方移动物体的速度而改变,结合多普勒效应,即可计算出目标的速度。优点:每个像素都有多普勒信息,含速度信息;解决Lidar间串扰问题;不受环境光影响,探测灵敏度高;缺点:不能探测切向运动目标。激光雷达在虚拟现实技术中实现了真实世界的数字化重建。上海多线激光雷达正规
激光雷达的扫描模式多样,适应不同场景的需求。上海觅道Mid-70激光雷达渠道
目前,LiDAR已普遍应用于各个领域。在大气科学中,LiDAR被用于空气质量监测和污染物检测;在天文学领域,LiDAR技术可用于观察行星表面地貌特征以及太阳系内其他天体的形态结构;在工程建设方面,利用LiDAR技术可以快速获取地形数据、制作数字高程模型(DEM)以及生成精确的三维地图;而在汽车领域中,人们普遍认为LiDAR是一项关键的光学距离感知技术,在自动驾驶领域得到了普遍应用。几乎所有投入自动驾驶研发的厂商都将LiDAR视为一项关键技术,并且已经有一些低成本、小体积的LiDAR系统被应用于高级驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)。上海觅道Mid-70激光雷达渠道
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