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混合固态激光雷达
说到激光雷达,近几年,很多的硬核设备都引入了激光雷达,像、无人车、机器人、3D打印设备等,而激光雷达系统的发展和普及离不开音圈马达的助推。激光雷达是通过发射激光束,再接收从远处物体反射回来的光束,通过测量光束的飞行时间而获得远处物体的距离信息。不过,激光束非常窄,并且它们不会发生散射
高清混合固态激光雷达能量产
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视频作者:北醒(北京)光子科技有限公司
混合固态激光雷达
说到激光雷达,近几年,很多的硬核设备都引入了激光雷达,像、无人车、机器人、3D打印设备等,而激光雷达系统的发展和普及离不开音圈马达的助推。激光雷达是通过发射激光束,再接收从远处物体反射回来的光束,通过测量光束的飞行时间而获得远处物体的距离信息。不过,激光束非常窄,并且它们不会发生散射,因此单束激光雷达脉冲只能感知一个非常小的物体。
混合固态激光雷达
激光雷达的定标方式可分为两种:即定标和相对定标。定标”可以较准确地得到激光雷达仪器常数,但需准确地测出激光雷达与漫反射靶之间的大气透过率及漫反射靶的反射率等一系列参数;高清混合固态激光雷达能量产
相对定标”假定在对流层顶附近,气溶胶粒子与分子两者的后向散射系数之比已知.从而定出激光雷达仪器常数,但在对流层内,气溶胶粒子变化大.且气溶胶粒子与分子的后向散射比随天气变化亦较大,因此该方法的可行性值得探讨。
我们采用通过计算气溶胶消光与后向散射比的方法来进行仪器常数的定标,由于气溶胶消光及后向散射都与气溶胶粒子浓度项因子成正比,因此两者之比与该因子无关,而与粒子谱型有关,从而避免了因气溶胶粒子浓度项的测量不准导致仪器常数的定标误差。
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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