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激光雷达分类
激光雷达按工作方式可分为脉冲激光雷达和连续波激光雷达,根据探测技术的不同,可以分为:直接探测型激光雷达和相干探测型激光雷达,按应用范围可分为:靶场测量激光雷达火控激光雷达跟踪识别激光雷达(制导、预警、水下目标探测),激光雷达引导(航天器交汇对接、障碍物回避)、大气测量激光雷达(云层高度、大气
国产混合型固态激光雷达可靠性强
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视频作者:北醒(北京)光子科技有限公司
激光雷达分类
激光雷达按工作方式可分为脉冲激光雷达和连续波激光雷达,根据探测技术的不同,可以分为:直接探测型激光雷达和相干探测型激光雷达,按应用范围可分为:靶场测量激光雷达火控激光雷达跟踪识别激光雷达(制导、预警、水下目标探测),激光雷达引导(航天器交汇对接、障碍物回避)、大气测量激光雷达(云层高度、大气能见度、风速、大气中物质的成分和含量)。激光雷达的主要应用于跟踪,成像制导,三维视觉系统,测风,大气环境监测,主动遥感等方向。
固态激光雷达
固态激光雷达有很多优势,首先其结构简单、尺寸小,由于不需要旋转部件,可以大大压缩雷达的结构和尺寸,提高使用寿命,并降低成本。其次,机械式激光雷达由于光学结构固定,适配不同车辆往往需要精密调节其位置和角度,固态激光雷达可以通过软件进行调节,大大降低了标定的难度,加快扫描速度快与精度。
不过固态激光雷达也有它相应的缺点,固态意味着激光雷达不能进行360度旋转,只能探测前方。因此要实现扫描,需在不同方向布置多个固态激光雷达。另外,固态激光雷达依然无法解决气候下,无法施展性能的弊端。如果与全天候工作的毫米波雷达相结合的话,必然可以大大提升自动驾驶汽车的探测性能。
Flash激光雷达
测器具有远距离单幅成像、易于小型化等优点。APD探测器分线性和盖革两种工作模式:线性模式雪崩光电二极管探测器(linear mode avalanche photodiode,LMAPD)和盖革模式雪崩光电二极管探测器(Geiger mode avalanche photodiode,GMAPD)。Lincoln实验室进行了可应用于激光雷达的面阵探测器的一系列研究。工作在可见光波段的32×32的GMAPD,并且集成了500 MHz的计时电路,可实现每秒5000~10000次的成像速度,距离分辨率15cm。也报道了256×256面阵规模的GMAPD,如图11所示,将探测器单片混合集成到CMOS读出电路上,实现无源光子计数成像,经过30ms的多帧叠加,可以获得3.5km处较清晰的像。Raytheon公司报道了碲镉(HgCdTe)材料LMAPD阵列用于3D激光雷达探测,面阵规模可达到256×256,并验证了线性模式下单光子计数,从而可提供实时、远距离探测功能。
Flash激光雷达的距离分辨力和角度分辨力直接受限于探测器性能,为了实现远距离探测,焦平面阵列探测器需要价格昂贵的雪崩光电探测器(APD),更、更的探测器很难获得。为了解决Flash激光雷达分辨力受限的问题,韩国KAIST有研究小组提出采用偏振调制普克尔盒(polarizationmodulating Pockels cell,PMPC)和面阵微偏振电荷耦合器件(micro-polarizer charge-coupled device,MCCD)的方案,由于激光偏振态随着距离产生变化,MCCD可以探测回波的偏振态,计算得到距离,1024×1024个阵元数的MCCD可以弥补的APD阵列的不足,获得较高的角分辨力。实验得到了0.12mrad的角分辨率和16m范围内5.2mm的距离分辨率。
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