反射强度,LiDAR 返回的每个数据中,除了根据速度和时间计算出的反射强度其实是指激光点回波功率和发射功率的比值。而激光的反射强度根据现有的光学模型,可以较好的刻画为以下模型。我们可以看到,激光点的反射率和距离的平方成反比,和物体的入射角成反比。入射角是入射光线与物体表面法线的夹角。时间戳和编码信息,LiDAR 通常从硬件层面支持授时,即有硬件 trigger 触发 LiDAR 数据,并支持给这一帧数据打上时间戳。通常会提供支持三种时间同步接口,IEEE 15882008同步,遵循精确时间协议,通过以太网对测量以及系统控制实现精确的时钟同步。激光雷达在灾害救援中提供了准确的现场信息支持。上海隧道激光雷达

在体积限制下,Flash激光雷达的功率密度不能很高。因此,Flash激光雷达目前的问题是,由于功率密度的限制,无法考虑三个参数:视场角、检测距离和分辨率,即如果检测距离较远,则需要放弃视场角或分辨率;如果需要高分辨率,则需要放弃视场角或检测距离。Flash激光雷达采用面光源泛光成像,其发射的光线会散布在整个视场内,因此不需要折射就可以覆盖FOV区域了,难点在于如何提升其功率密度从而提升探测精度和距离,目前通常使用VCSEL光源组成二维矩阵形成面光源。河南激光雷达供应激光雷达的抗干扰能力强,保证了数据的准确性。

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。
优劣势分析,优势:首先,该设计减少了激光发射和接收的线数以实现一帧之内更高的线数,也随之降低了对焦与标定的复杂度,因此生产效率得以大幅提升,并且相比于传统机械式激光雷达,棱镜式的成本有了大幅的下降。其次,只要扫描时间够久,就能得到精度极高的点云以及环境建模,分辨率几乎没有上限,且可达到近100%的视场覆盖率。劣势:棱镜式激光雷达FOV相对较小,且视场中心的扫描点非常密集,雷达的视场边缘扫描点比较稀疏,在雷达启动的短时间内会有分辨率过低的问题。对于高速移动的汽车来说,显然不存在长时间扫描的情况,不过可以通过增加激光线束和功率实现更高的精度和更远的探测距离,但机械结构也相对更加复杂,体积让前两者更难以控制,存在轴承或衬套的磨损等风险。激光雷达的高稳定性使其在太空探测任务中备受青睐。

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。360°x59° 超广 FOV,Mid - 360 助力移动机器人感知复杂 3D 环境。浙江轨旁入侵激光雷达设备
激光雷达的扫描模式多样,适应不同场景的需求。上海隧道激光雷达
激光光源,由于激光器发射的光线需要投射至整个FOV平面区域内,除了面光源可以直接发射整面光线外,点光源则需要做二维扫描覆盖整个FOV区域,线光源需要做一维扫描覆盖整个FOV区域。其中点光源根据光源发射的形式又可以分为EEL(Edge-Emitting Laser边发射激光器)和VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser垂直腔面发射激光器)两种,二者区别在于EEL激光平行于衬底表面发出(如图1),VCSEL激光垂直于衬底表面发出(如图2)。其中VCSEL式易于进行芯片式阵列布置,通常使用此类光源进行阵列式布置形成线光源(一维阵列)或面光源(二维阵列),VCSEL光源剖面图与二维阵列光源芯片示意图如下上海隧道激光雷达