20世纪90年代后期,全球定位系统及惯性导航系统的发展使得激光扫描过程中的精确即时定位定姿成为可能。1990年德国Stuttgart大学Ackermann教授领衔研制的世界上头一个激光断面测量系统,这一系统成功将激光扫描技术与即时定位定姿系统结合,形成机载激光扫描仪。1993年,德国出现初个商用机载激光雷达系统TopScanALTM1020。1995年,机载激光雷达设备实现商业化生产。此后,机载激光雷达技术成为了森林资源调查的重要补充手段。普遍应用于快速获取大范围森林结构信息,如树木定位、树高计算、树冠体积估测等,同时还为森林生态研究、森林经营管理提供垂直结构分层、碳储量、枯枝落叶易燃物数量等参数估算信息。激光雷达的实时数据反馈为决策者提供了有力支持。广西Hap激光雷达
有几个原因:我们这里说的激光雷达,是指 TOF 激光雷达,TOF 测距,靠的是 TDC 电路提供计时,用光速乘以单向时间得到距离,但限于成本,TDC 一般由 FPGA 的进位链实现,本质上是对一个低频的晶振信号做差值,实现高频的计数。所以,测距的精度,强烈依赖于这个晶振的精度。而晶振随着时间的推移,存在累计误差;距离越远,接收信号越弱,雷达自身的寻峰算法越难以定位到较佳接收时刻,这也造成了精度的劣化;而由于激光雷达检测障碍物的有效距离和较小垂直分辨率有关系,也就是说角度分辨率越小,则检测的效果越好。如果两个激光光束之间的角度为 0.4°,那么当探测距离为 200m 的时候,两个激光光束之间的距离为200m*tan0.4°≈1.4m。也就是说在 200m 之后,只能检测到高于 1.4m 的障碍物了。如果需要知道障碍物的类型,那么需要采用的点数就需要更多,距离越远,激光雷达采样的点数就越少,可以很直接的知道,距离越远,点数越少,就越难以识别准确的障碍物类型。北京微波激光雷达渠道突破传统,览沃 Mid - 360 为移动机器人提供全新环境感知选择。
也有使用相干法,即为调频连续波(FMCW)激光雷达发射一束连续的光束,频率随时间稳定地发生变化。由于源光束的频率在不断变化,光束传输距离的差异会导致频率的差异,将回波信号与本振信号混频并经低通滤波后,得到的差频信号是光束往返时间的函数。调频连续波激光雷达不会受到其他激光雷达或太阳光的干扰且无测距盲区;还可以利用多普勒频移测量物体的速度和距离。调频延续波 LiDAR 概念并不新颖,但是面对的技术挑战不少,例如发射激光的线宽限制、线性调频脉冲的频率范围、线性脉冲频率变化的线性度,以及单个线性调频脉冲的可复制性等。
当我们用当前帧和整个点云地图进行匹配的时候,我们便能得到传感器在整个地图中的位姿,从而实现在地图中的定位。传感器车规化,固态激光雷达取消了机械结构,能够击中目前机械旋转式的成本和可靠性的痛点,是激光雷达的发展方向。除了这两大迫切解决的痛点外,目前量产的激光雷达探测距离不足,只能满足低速场景(如厂区内、校园内等)的应用。日常驾驶、高速驾驶的场景仍在测试过程中。当前机械式激光雷达的价格十分昂贵,Velodyne 在售的 64/32/16 线产品的官方定价分别为 8 万/4 万/8 千美元。一方面,机械式激光雷达由发射光源、转镜、接收器、微控马达等精密零部件构成,制造难度大、物料成本较高;另一方面,激光雷达仍未大规模进入量产车、需求量小,研发费用等固定成本难以摊薄。 量产 100 万台 VLP-32后,那么其售价将会降至 400 美元左右。激光雷达在物流领域提高了货物分拣和配送的效率。
LiDAR还能够用于确定测量目标的速度。这可以通过多普勒方法或快速连续测距来实现。例如,可以使用LiDAR系统测量风速和车速。另外,LiDAR系统能够用于建立动态场景的三维模型,这是自动驾驶中会遇到的情形。这可以通过多种方式来实现,通常使用的是扫描的方式。LiDAR 技术中的挑战,在可实现的LiDAR系统中存在一些众所周知的挑战。这些挑战根据LiDAR系统的类型有所不同。以下是一些示例:隔离和抑制发射光束的信号——探测光束的辐射亮度通常远大于回波光束。必须注意确保探测光束不会被系统自身反射或散射回接收器,否则探测器将会因为饱和而无法探测外部目标。抗室外强光,Mid - 360 室内昏暗与室外强光下性能无缝衔接。湖北览沃激光雷达
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工作原理,相控阵雷达发射的是电磁波,OPA(Optical Phase Array的简称,即光学相控阵)激光雷达发射的是光,而光和电磁波一样也表现出波的特性,所以原理上是一样的。波与波之间会产生干涉现象,通过控制相控阵雷达平面阵列各个阵元的电流相位,利用相位差可以让不同的位置的波源会产生干涉(类似的是两圈水波相互叠加后,有的方向会相互抵消,有的会相互增强),从而指向特定的方向,往复控制便得以实现扫描效果。利用光的相干性质,通过人为控制相位差实现不同方向的光发射效果;我们知道光和电磁波一样也表现出波的特性,因此同样可以利用相位差控制干涉让激光“转向”特定的角度,往复控制实现扫描效果。广西Hap激光雷达