激光雷达的工作原理
激光雷达的工作原理与雷达非常相近,以激光作为信号源,由激光器发射出的脉冲激光,打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上,引起散射,一部分光波会反射到激光雷达的上,根据激光测距原理计算,就得到从激光雷达到目标点的距离,脉冲激光不断地扫描目标物,就可以得到目标物上全部目标点的数据,用此数据进行成像处理后,就可得到的三维立体图像。激光雷达基本的工作原理与无线电雷达没有区别,即
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激光雷达的工作原理
激光雷达的工作原理与雷达非常相近,以激光作为信号源,由激光器发射出的脉冲激光,打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上,引起散射,一部分光波会反射到激光雷达的上,根据激光测距原理计算,就得到从激光雷达到目标点的距离,脉冲激光不断地扫描目标物,就可以得到目标物上全部目标点的数据,用此数据进行成像处理后,就可得到的三维立体图像。激光雷达基本的工作原理与无线电雷达没有区别,即由雷达发射系统发送一个信号,经目标反射后被接收系统收集,通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度,可以由反射光的多普勒频移来确定,也可以测量两个或多个距离,并计算其变化率而求得速度,这是、也是直接探测型雷达的基本工作原理。
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激光雷达的主要性能指标
4、FOV(垂直+水平):
水平分辨率可以做得很高。一般可以做到0.01度级别。
垂直分辨率为0.1~1度的级别。
5、出点数:
每秒激光雷达发射的激光点数。激光雷达的点数一般从几万点至几十万点每秒左右。
6、线束:
常见的激光雷达的线束有:16线、32线、64线等。多线激光雷达,就是通过多个激光,通过电机的旋转形成多条线束的扫描。理论上讲,线束越多、越密,对环境描述就更加充分。
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2018-2019年车载激光雷达行业市场发展概况
据立木信息咨询发布的《车载激光雷达市场预测及战略研究报告(2019版)》显示:受自动驾驶技术及法规等影响,目前自动驾驶公司对激光雷达的需求还比较小,成熟的激光雷达公司主要还是国外企业,比如Valeo、Quanergy等。自动驾驶测试原型车搭载激光雷达主要厂商是Velodyne、Ibeo、Luminar、Valeo、SICK等。
国内激光雷达公司,在成立时间以及技术上与国外主流激光雷达厂商存在一定差距。目前国内激光雷达产品市场应用,主要集中在无人驾驶配送车(京东和菜鸟)及自动驾驶测试车方面(北京联合大学、Moovita无人车),其中在Apollo 2.5硬件方案中,推出其与禾赛科技联合开发的“激光雷达+摄像头”一体化传感器Pandora。
未来激光雷达向着小型化、固态化、低成本发展。其中,固态激光雷达无需旋转部件,因而体积更小,方便集成在车身内部,并且系统可靠性提升,成本也可大幅降低,因此激光雷达固态化是必然发展趋势。
多数主流激光雷达厂家都计划在2020年左右推出固态雷达,在技术选择方面主要是MEMS、OPA、Flash等。
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激光测距的原理
激光测距仪一般采用两种方式来测量距离:脉冲法和相位法。脉冲法测距的过程是这样的:测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收,测距仪同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半,就是测距仪和被测量物体之间的距离。脉冲法测量距离的精度是一般是在+/- 10厘米左右。另外,此类测距仪的测量盲区一般是1米左右。
激光测距是光波测距中的一种测距方式,如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t,则A、B两点间距离D可用下列表示。
D=ct/2
式中:
D——测站点A、B两点间距离;
c——速度;
t——光往返A、B一次所需的时间。
由上式可知,要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t,根据测量时间方法的不同,激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。典型的是WILD的DI-3000、真尚有的LDM30X 。
需要注意,测相并不是测量红外或者激光的相位,而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。建筑行业有一种手持式的激光测距仪,用于房屋测量,其工作原理与此相同。
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