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云南無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)的應(yīng)用

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-01-17

激光雷達(dá)自誕生以來(lái)經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段:(1)1960 年代-1970 年代:激光器 誕生,基于激光的探測(cè)技術(shù)開(kāi)始發(fā)展,這一時(shí)期激光雷達(dá)主要用于科研及測(cè)繪, 1971 年阿波羅 15 號(hào)載人登月任務(wù)使用激光雷達(dá)對(duì)月球表面進(jìn)行測(cè)繪。(2)1980 年代-1990 年代:激光雷達(dá)商業(yè)化起步,開(kāi)始用于工業(yè)探測(cè)和早期無(wú)人駕駛項(xiàng)目, 這一時(shí)期西克和北洋等廠商推出單線掃描式 2D 激光雷達(dá)產(chǎn)品。(3)2000 年代2010 年代早期:高線數(shù)激光雷達(dá)開(kāi)始用于無(wú)人駕駛的避障和導(dǎo)航,激光雷達(dá)主 要應(yīng)用于無(wú)人駕駛測(cè)試項(xiàng)目等。此時(shí)市場(chǎng)內(nèi)主要為國(guó)外廠商。(4)2016 年-2018 年:國(guó)內(nèi)廠商入局,激光雷達(dá)技術(shù)方案多樣化發(fā)展。此時(shí)激光雷達(dá)主要用于無(wú)人 駕駛、高級(jí)輔助駕駛、服務(wù)機(jī)器人等,且下游開(kāi)始有商用化項(xiàng)目落地。(5)2019 年至今:市場(chǎng)發(fā)展迅速,產(chǎn)品性能持續(xù)優(yōu)化,應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展。激光雷達(dá)技術(shù) 朝向芯片化、陣列化發(fā)展。境外激光雷達(dá)公司迎來(lái)上市熱潮,同時(shí)有巨頭公司加 入激光雷達(dá)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。激光光速發(fā)散角小,能量集中,探測(cè)靈敏度和分辨率高。云南無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)的應(yīng)用

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激光雷達(dá)是結(jié)合了光學(xué)、電子、機(jī)械、軟件、芯片、器件等技術(shù),可以進(jìn)行環(huán)境 探測(cè)、數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)闹悄軅鞲衅?。激光雷達(dá)由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處 理系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)組成。發(fā)射系統(tǒng)中的激勵(lì)源周期性地驅(qū)動(dòng)激光器,發(fā)射激光脈 沖,激光調(diào)制器通過(guò)光束控制器控制發(fā)射激光的方向和線數(shù),通過(guò)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng),將激光發(fā)射至目標(biāo)物體;經(jīng)接收光學(xué)系統(tǒng),光電探測(cè)器接收目標(biāo)物體反射 回來(lái)的激光,產(chǎn)生接收信號(hào);接收信號(hào)經(jīng)過(guò)放大處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換,經(jīng)由信息處理 模塊計(jì)算,獲取目標(biāo)表面形態(tài)、物理屬性等特性,然后建立物體模型。掃描系統(tǒng) 對(duì)所在的平面掃描,并產(chǎn)生實(shí)時(shí)的平面圖信息。貴州250m激光雷達(dá)避障激光雷達(dá)角分辨率高,速度分辨率高和距離分辨率高。

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激光的發(fā)出有賴于泵浦源、增益介質(zhì)、諧振腔三大部件。激光的輸出需要外界提供 能量,泵浦源(又稱激勵(lì)源)即負(fù)責(zé)向增益介質(zhì)中的粒子提供能量,常見(jiàn)的泵浦方式有 電泵浦、光學(xué)泵浦、核能泵浦等;增益介質(zhì)用來(lái)提供向高能級(jí)躍遷的粒子,常用材料有 氖氣、有機(jī)染料、紅寶石、半導(dǎo)體、光纖等;諧振腔指使光波在其中來(lái)回反射從而提供 光能反饋的空腔,其作用是使腔內(nèi)的光子具有一致的頻率、相位和運(yùn)行方向,使激光具 有良好的方向和相干性,同時(shí)還能放大受激輻射的強(qiáng)度。 激光器芯片將電激勵(lì)作為泵浦源,以半導(dǎo)體材料為增益介質(zhì),通過(guò)諧振腔選模放大, 進(jìn)而輸出激光,完成光電轉(zhuǎn)換。

機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)是比較早的激光雷達(dá)的掃描方式,但是由于零件多、壽命短、價(jià)格貴、體積大等眾多缺點(diǎn),機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)并不適用于量產(chǎn)車(chē)輛。機(jī)械式激光雷達(dá)收發(fā)光源、接收器以及掃描系統(tǒng)坐在圓盤(pán)底座上。隨著外部電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),收發(fā)架構(gòu)會(huì)沿著這個(gè)圓盤(pán)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)水平空間的360度掃描。優(yōu)點(diǎn)是外部電機(jī)控制技術(shù)比較成熟且能夠長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定轉(zhuǎn)速;缺點(diǎn)是體積大難以集成到車(chē)頂,且激光雷達(dá)價(jià)格仍然過(guò)高而不符合大規(guī)模自動(dòng)駕駛場(chǎng)景的需求。激光雷達(dá)以激光作為載波.可以用振幅、頻率、相位和振幅來(lái)搭載信息,作為信息載體。

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激光雷達(dá)是一種以激光作為載波探測(cè)目標(biāo)位置的電子設(shè)備。激光雷達(dá)由發(fā)射模塊、接收模塊和信號(hào)處理模塊三部分組成。激光雷達(dá)測(cè)距的基本原理是激光信號(hào)由發(fā)射模塊發(fā)送出去,經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)到達(dá)目標(biāo)物,接收模塊接收來(lái)自目標(biāo)物的反射激光回波信號(hào),在信號(hào)處理模塊,回波經(jīng)過(guò)處理進(jìn)入到檢測(cè)系統(tǒng),然后獲得目標(biāo)物的距離信息。即其中,L是目標(biāo)物的待測(cè)距離值,c是空氣中的光速,t是發(fā)射接收往返期間時(shí)間值。在平面上確定坐標(biāo)原點(diǎn)建立極坐標(biāo)系,那么定位平面上任意一點(diǎn) M 的位置,需要知道 M 的坐標(biāo)(r,θ),即 M 點(diǎn)到原點(diǎn)的距離以及與坐標(biāo)軸的方位角,這樣通過(guò)得到 M 點(diǎn)相對(duì)坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置信息而達(dá)到對(duì) M 點(diǎn)的定位。氣體激光器是目前種類較多、輸出激光波長(zhǎng)豐富、應(yīng)用廣的一種激光器。西藏一體式激光雷達(dá)避障

在大氣中間層金屬蒸氣層的觀測(cè)主要采用熒光共振散射激光雷達(dá)。云南無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)的應(yīng)用

目前,在量產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)領(lǐng)域,大多數(shù)使用的都是半固態(tài)激光雷達(dá),半固體的激光雷達(dá)具有較好的測(cè)距能力,但由于垂直視場(chǎng)角不大,在用于車(chē)輛兩側(cè)進(jìn)行補(bǔ)盲時(shí),它們對(duì)近距離低矮物體的檢測(cè)是存在缺失的,這種情況下,補(bǔ)盲激光雷達(dá)通常要布置多顆,因此,使用半固態(tài)激光雷達(dá)在成本上并不劃算。100°x75°超廣角,30米@10%的測(cè)距、192,000點(diǎn)/秒的點(diǎn)頻(單回波模式下)、160(H)x120(V)的全局分辨率,作為純固態(tài)激光雷達(dá),半固態(tài)激光雷達(dá)具有一系列硬核參數(shù),造就了零盲區(qū)的優(yōu)勢(shì),能夠即時(shí)感知矮小物體、高處路牌、路面車(chē)道線、立體停車(chē)庫(kù)等,為智能汽車(chē)掃除四周近距離感知盲區(qū)?;诟叨燃苫慕Y(jié)構(gòu),FT120在擁有強(qiáng)悍性能的同時(shí),體積極為小巧,還能夠無(wú)縫嵌入車(chē)身兩側(cè)或四周。云南無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)的應(yīng)用

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