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。物流分拣依靠激光雷达引导机械臂,快速准确分拣货物。深圳傲览Avia激光雷达渠道

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。北京国产激光雷达设备在智能物流中引导 AGV 小车,提升货物搬运仓储效率。

视场角与分辨率,激光雷达视场角分为水平视场角和垂直视场角,水平视场角即为在水平方向上可以观测的角度范围,旋转式激光雷达旋转一周为 360°,所以水平视场角为 360°。垂直视场角为在垂直方向上可以观测的角度,一般为 40°。而它并不是对称均匀分布的,因为我们主要是需要扫描路面上的障碍物,而不是把激光打向天空,为了良好的利用激光,因此激光光束会尽量向下偏置一定的角度。并且为了达到既检测到障碍物,同时把激光束集中到中间感兴趣的部分,来更好的检测车辆,激光雷达的光束不是垂直均匀分布的,而是中间密,两边疏。 可以看到激光雷达的有一定的偏置,向上的角度为 15°,向下的为 25°,并且激光光束中间密集,两边稀疏。
MEMS:MEMS激光雷达通过“振动”调整激光反射角度,实现扫描,激光发射器固定不动,但很考验接收器的能力,而且寿命同样是行业内的重大挑战。支撑振镜的悬臂梁角度有限,覆盖面很小,所以需要多个雷达进行共同拼接才能实现大视角覆盖,这就会在每个激光雷达扫描的边缘出现不均匀的畸变与重叠,不利于算法处理。另外,悬臂梁很细,机械寿命也有待进一步提升。振镜+转镜:在转镜的基础上加入振镜,转镜负责横向,振镜负责纵向,满足更宽泛的扫射角度,频率更高价格相比前两者更贵,但同样面临寿命问题。激光雷达的维护简单,降低了使用成本。

激光雷达的应用:1、水下地形测量,我们通常使用测深探测(或声纳)进行水下调查。声纳发出砰砰声并接收回声。与LiDAR类似,它通过测量回波经过的时间来计算距离。测深激光雷达与机载激光雷达不同,它使用绿色波长,通过使用这种波长,水下测绘可以一直测量到水底。同样,河流和测深调查能够绘制陆地和水生系统的地图。2、洪水预警,通过使用LiDAR测量地表,水文学家可以建立数字高程模型。从这里,使用者可以在洪水发生之前绘制出容易被淹没的区域。在这方面,激光雷达可以提供洪水预警系统,保障居民生命财产安全。保险公司也可以使用这些数据收取更高的保费,这只是保险业中用于评估风险的众多GIS应用程序之一。激光雷达的扫描速度快,提高了数据处理效率。浙江车载激光雷达设备
主动抗串扰功能,使览沃 Mid - 360 在多雷达干扰下仍能正常运作。深圳傲览Avia激光雷达渠道
而如较新的 Livox Horizon 激光雷达,也包含了多回波信息及噪点信息,格式如下:每个标记信息由1字节组成:该字节中 bit7 和 bit6 为头一组,bit5 和 bit4 为第二组,bit3 和 bit2 为第三组,bit1 和 bit0 为第四组。第二组表示的是该采样点的回波次序。由于 Livox Horizon 采用同轴光路,即使外部无被测物体,其内部的光学系统也会产生一个回波,该回波记为第 0 个回波。随后,若激光出射方向存在可被探测的物体,则较先返回系统的激光回波记为第 1 个回波,随后为第 2 个回波,以此类推。如果被探测物体距离过近(例如 1.5m),第 1 个回波将会融合到第 0 个回波里,该回波记为第 0 个回波。深圳傲览Avia激光雷达渠道