LiDAR的結構。激光雷達主要包括激光發射、接收、掃描器、透鏡天線和信號處理電路組成。激光發射部分主要有兩種,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常火熱的垂直腔面發射(VCSEL)(比如 iPhone 上的 LiDAR),VCSEL 的優點是價格低廉,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到車用的有效距離。激光雷達主要應用了激光測距的原理,而如何制造合適的結構使得傳感器能向多個方向發射激光束,如何測量激光往返的時間,這便區分出了不同的激光雷達的結構。激光雷達通過多角度掃描,獲取目標的完整信息。北京Hap激光雷達市價
優劣勢分析,優勢:首先,該設計減少了激光發射和接收的線數以實現一幀之內更高的線數,也隨之降低了對焦與標定的復雜度,因此生產效率得以大幅提升,并且相比于傳統機械式激光雷達,棱鏡式的成本有了大幅的下降。其次,只要掃描時間夠久,就能得到精度極高的點云以及環境建模,分辨率幾乎沒有上限,且可達到近100%的視場覆蓋率。劣勢:棱鏡式激光雷達FOV相對較小,且視場中心的掃描點非常密集,雷達的視場邊緣掃描點比較稀疏,在雷達啟動的短時間內會有分辨率過低的問題。對于高速移動的汽車來說,顯然不存在長時間掃描的情況,不過可以通過增加激光線束和功率實現更高的精度和更遠的探測距離,但機械結構也相對更加復雜,體積讓前兩者更難以控制,存在軸承或襯套的磨損等風險。深圳機械式激光雷達輕巧身軀易嵌入,覽沃 Mid - 360 為移動機器人外觀一體化設計助力。
半固態-棱鏡式激光雷達,無人機廠商大疆孵化覽沃科技(Livox)入局激光雷達,便是采用的棱鏡式掃描方案,大疆利用其在無人機領域積累的電機精確調控技術及自動化產線,有信心克服棱鏡軸承或襯套壽命的難題,也為其激光雷達技術構筑護城河。工作原理,棱鏡式激光雷達也稱為雙楔形棱鏡式激光雷達,內部包括兩個楔形棱鏡,激光在通過頭一個楔形棱鏡后發生一次偏轉,通過第二個楔形棱鏡后再一次發生偏轉。控制兩面棱鏡的相對轉速便可以控制激光束的掃描形態。與前面提到的掃描形式不同,棱鏡激光雷達累積的掃描圖案形狀狀若菊花,而并非一行一列的點云狀態。這樣的好處是只要相對速度控制得當,在同一位置長時間掃描幾乎可以覆蓋整個區域。
參數指標:(一)視場角,視場角決定了激光雷達能夠看到的視野范圍,分為水平視場角和垂直視場角,視場角越大,表示視野范圍越大,反之則表示視野范圍越小。以圖3中的激光雷達為例,旋轉式激光雷達的水平視場角為360°,垂直視場角為26.9°,固態激光雷達的水平視場角為60°,垂直視場角為20°。(二)線數,線數越高,表示單位時間內采樣的點就越多,分辨率也就越高,目前無人駕駛車一般采用32線或64線的激光雷達。(三)分辨率,分辨率和激光光束之間的夾角有關,夾角越小,分辨率越高。固態激光雷達的垂直分辨率和水平分辨率大概相當,約為0.1°,旋轉式激光雷達的水平角分辨率為0.08°,垂直角分辨率約為0.4°。電力巡檢時激光雷達識別線路故障,提高巡檢精度。
旋轉透射棱鏡:棱鏡激光雷達也稱為雙楔形棱鏡激光雷達,內部包括兩個楔形棱鏡,激光在通過頭一個楔形棱鏡后發生一次偏轉,通過第二個楔形棱鏡后再一次發生偏轉。控制兩面棱鏡的相對轉速便可以控制激光束的掃描形態。棱鏡激光雷達累積的掃描圖案形狀像花瓣,中心點掃描次數密集,圓的邊緣則相對稀疏,掃描時間持久才能豐富圖像,所以需要加入多個激光雷達共工作,以便達到更高的效果。棱鏡可以通過增加激光線束和功率實現高精與長距離探測,但結構復雜、體積更難控制,軸承與襯套磨損風險較大。航空測繪依靠激光雷達獲取數據,服務城市規劃建設。深圳多線激光雷達供應
覽沃 Mid - 360 水平視場角達 360°,垂直視場角 59°。北京Hap激光雷達市價
MEMS激光雷達模組,光學相控陣式(OPA),相控陣發射器由若干發射接收單元組成陣列,通過改變加載在不同單元的電壓,進而改變不同單元發射光波特性,實現對每個單元光波的單獨控制,通過調節從每個相控單元輻射出的光波之間的相位關系,在設定方向上產生互相加強的干涉從而實現強度高光束,而其他方向上從各個單元射出的光波彼此相消。組成相控陣的各相控單元在程序的控制下可使一束或多束強度高光束按設計指向實現空域掃描。但光學相控陣的制造工藝難度較大,這是由于要求陣列單元尺寸必需不大于半個波長,普通目前激光雷達的任務波長均在1微米左右,這就意味著陣列單元的尺寸必需不大于500納米。而且陣列數越多,陣列單元的尺寸越小,能量越往主瓣集中,這就對加工精度要求更高。此外,材料選擇也是十分關鍵的要素。北京Hap激光雷達市價