激光雷達(dá)的工作原理:對人畜無害的紅外光束Light Pluses發(fā)射、反射和接收來探測物體。能探測的對象:白天或黑夜下的特定物體與車之間的距離。甚至由于反射度的不同,車道線和路面也是可以區(qū)分開來的。哪些物體無法探測:光束無法探測到被遮擋的物體。車用激光雷達(dá)工作原理就是蝙蝠測距用的回波時間(Time of Flight,縮寫為TOF)測量方法。分析目標(biāo)物體表面的反射能量大小、反射波譜的幅度、頻率和相位等信息,輸出點(diǎn)云,從而呈現(xiàn)出目標(biāo)物精確的三維結(jié)構(gòu)信息。激光雷達(dá)在考古發(fā)掘中用于繪制遺址的三維模型。mid-40激光雷達(dá)廠家
激光的誕生,光子入射到物質(zhì)中,以刺激電子從較高能級過渡到較低能級,并發(fā)射光子。當(dāng)原子處于某種激發(fā)態(tài)時,有能量合適的光子從該原子附近通過,該原子就會釋放出一個具有同樣電勢能的光子,從而躍遷到低能級狀態(tài)。入射光子和發(fā)射光子具有相同的波長和相位,該波長對應(yīng)于兩個能級之間的能量差。一個光子刺激一個原子發(fā)射另一個光子,因此產(chǎn)生兩個相同的光子,1917年,愛因斯坦在量子理論的基礎(chǔ)上提出了一個嶄新的概念一一受激輻射:即在物質(zhì)與輻射場的相互作用中,構(gòu)成物質(zhì)的原子或分子可以在光子的激勵下產(chǎn)生光子。無人駕駛激光雷達(dá)正規(guī)輕巧的 Mid - 360 便于隱藏式布置,契合移動機(jī)器人設(shè)計需求。
這里就來分享一下激光雷達(dá)在實(shí)際應(yīng)用中的那些小細(xì)節(jié)~工作原理:激光雷達(dá)是基于時間飛行(TOF)工作原理;激光雷達(dá)發(fā)射激光脈沖,并測量此脈沖經(jīng)被測目標(biāo)表面反射后返回的時間,然后換算成距離數(shù)據(jù)發(fā)射光和接受光時間差為t,c為光速,則雷達(dá)與目標(biāo)的距離為雷達(dá)通過一個反射鏡對測距激光脈沖進(jìn)行反射。當(dāng)反射鏡被電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)時,從而形成一個與旋轉(zhuǎn)軸垂直的掃描平面。雷達(dá)定時發(fā)出脈沖光,同時電機(jī)帶動發(fā)射鏡旋轉(zhuǎn),這樣就可以構(gòu)成二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
點(diǎn)頻,即周期采集點(diǎn)數(shù),因?yàn)榧す饫走_(dá)在旋轉(zhuǎn)掃描,因此水平方向上掃描的點(diǎn)數(shù)和激光雷達(dá)的掃描頻率有一定的關(guān)系,掃描越快則點(diǎn)數(shù)會相對較少,掃描慢則點(diǎn)數(shù)相對較多。一般這個參數(shù)也被稱為水平分辨率,比如激光雷達(dá)的水平分辨率為 0.2°,那么掃描的點(diǎn)數(shù)為 360°/0.2°=1800,也就是說水平方向會掃描 1800 次。那么激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)一周,即一個掃描周期內(nèi)掃描的點(diǎn)數(shù)為 1800*64=115200。比如禾賽 64 線激光雷達(dá),掃描頻率為 10Hz 的時候水平角分辨率為 0.2°,在掃描頻率為 20Hz 的時候角分辨率為 0.4°(掃描快了,分辨率變低了)。輸出的點(diǎn)數(shù)和計算的也相符合 1152000 pts/s。主動抗串?dāng)_功能,使覽沃 Mid - 360 在多雷達(dá)干擾下仍能正常運(yùn)作。
半固態(tài)—MEMS式激光雷達(dá),MEMS全稱Micro-Electro-Mechanical System(微機(jī)電系統(tǒng)),是將原本激光雷達(dá)的機(jī)械結(jié)構(gòu)通過微電子技術(shù)集成到硅基芯片上。本質(zhì)上而言MEMS激光雷達(dá)并沒有做到完全取消機(jī)械結(jié)構(gòu),所以它是一種半固態(tài)激光雷達(dá)。工作原理,MEMS在硅基芯片上集成了體積十分精巧的微振鏡,其主要結(jié)構(gòu)是尺寸很小的懸臂梁——通過控制微小的鏡面平動和扭轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動,將激光管反射到不同的角度完成掃描,而激光發(fā)生器本身固定不動。其次,MEMS的振動角度有限導(dǎo)致視場角比較?。ㄐ∮?20度),同時受限于MEMS微振鏡的鏡面尺寸,傳統(tǒng)MEMS技術(shù)的有效探測距離只有50米,F(xiàn)OV角度只能達(dá)到30度,多用于近距離補(bǔ)盲或者前向探測。具備主動抗串?dāng)_能力,Mid - 360 在復(fù)雜室內(nèi)雷達(dá)環(huán)境互不干擾。深圳高精度激光雷達(dá)設(shè)備
激光雷達(dá)的精密設(shè)計使其能在狹小空間內(nèi)準(zhǔn)確測量。mid-40激光雷達(dá)廠家
如今,LiDAR經(jīng)常用于創(chuàng)建所處空間的三維模型。自主導(dǎo)航是使用LiDAR系統(tǒng)生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的應(yīng)用之一。微型LiDAR系統(tǒng)甚至能夠嵌入在手機(jī)大小的設(shè)備中。LiDAR 在現(xiàn)實(shí)世界中如何發(fā)揮作用,自主導(dǎo)航中的態(tài)勢感知是LiDAR的一個較引人入勝的應(yīng)用。任何移動車輛的態(tài)勢感知系統(tǒng)都需要同樣了解其周圍的靜止和移動物體。例如,雷達(dá)技術(shù)長期以來用于探測飛機(jī)。對于地面車輛,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)LiDAR非常有用,因?yàn)樗軌虼_定物體的距離并且在方向性上非常精確。探測光束能夠在角度上精確定向并快速掃描,據(jù)此創(chuàng)建三維模型點(diǎn)云數(shù)據(jù)。因?yàn)檐囕v周圍的情況是高度動態(tài)的,所以快速掃描能力對這類應(yīng)用至關(guān)重要。mid-40激光雷達(dá)廠家