光学相控阵激光雷达(OPA),很多特殊的Lidar使用OPA(OpticalPhasedArray)光学相控阵技术。OPA运用相干原理,采用多个光源组成阵列,通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差,来控制输出的激光束的方向。OPA激光雷达完全是由电信号控制扫描方向,能够动态地调节扫描角度范围,对目标区域进行全局扫描或者某一区域的局部精细化扫描,一个激光雷达就可能覆盖近/中/远距离的目标探测。优点:纯固态Lidar,体积小,易于车规;扫描速度快(一般可达到MHz量级以上);精度高(可以做到μrad量级以上);可控性好(可以在感兴趣的目标区域进行高密度扫描),缺点:易形成旁瓣,影响光束作用距离和角分辨率,使激光能量被分散;加工难度高:光学相控阵要求阵列单元尺寸必须不大于半个波长;探测距离很难做到很远。Mid - 360 距离探测可为 10cm,小盲区助力嵌入式无盲区安装。上海国产激光雷达价位
1951年,美国物理学家Purcel(珀赛尔)在用微波波谱学的方法制定核磁矩的同时,意外地观察到了50HZ的受激辐射,并把粒子数反转称为“负温1度”状态,这使人们对玻尔兹曼分布有了更全方面也更深刻的认识。同年,美国物理学家(Townes)汤斯提出了受激辐射微波放大的设想。1954年,汤斯和她的两个学生戈登、曹格尔一起研制成功了波长为1.25cm的氨分子振荡器,并把它称为受激辐射微波放大器,按其字母缩写为MASER,简称脉泽。时间来到1958年,汤斯与肖洛联名在《物理评论》上发表了论文《红外与光激射器》,这标志着激光作为一种新事物登上了历史舞台。1960年,梅安研制的红宝石激光器发出了694.3nm红价激光,这是世界上公认的头一台激光器。上海三维激光雷达价格Mid - 360 轻巧易嵌入,为移动机器人外观设计带来更多创意空间。
对于激光的波长,目前主要使用使用波长为905nm和1550nm的激光发射器,波长为1550nm的光线不容易在人眼液体中传输。故1550nm可在保证安全的前提下较大程度上提高发射功率。大功率能得到更远的探测距离,长波长也能提高抗干扰能力。但是1550nm激光需使用InGaAs,目前量产困难。故当前更多使用Si材质量产905nm的LiDAR。通过限制功率和脉冲时间来保证安全性。技术原理,激光雷达探测的具体技术可以分为TOF飞行时间法与相干探测方法。其中ToF方法可以进一步区分为iToF和dToF方法;飞行时间(ToF)探测方法,通过直接计算发射及接收电磁波的时间差测量被测目标的距离;相干探测方法(如:FMCW),通过测量发射电磁波与返回电磁波的频率变化解调出被测目标的距离及速度。
激光雷达按照测距方法可以分为飞行时间(TimeofFlight,ToF)测距法、基于相干探测FMCW测距法、以及三角测距法等,其中ToF与FMCW能够实现室外阳光下较远的测程(100~250m),是车载激光雷达的好选择方案。ToF是目前市场车载中长距激光雷达的主流方案,未来随着FMCW激光雷达整机和上游产业链的成熟,ToF和FMCW激光雷达将在市场上并存。根据激光雷达按测距方法分类:ToF法:通过直接测量发射激光与回波信号的时间差,基于光在空气中的传播速度得到目标物的距离信息,具有响应速度快、探测精度高的优势。FMCW法:将发射激光的光频进行线性调制,通过回波信号与参考光进行相干拍频得到频率差,从而间接获得飞行时间反推目标物距离。FMCW激光雷达具有可直接测量速度信息以及抗干扰(包括环境光和其他激光雷达)的优势。Mid - 360可达70 米 @80% 反射率探测,适应室内外不同光照。
MEMS阵镜激光雷达优点:MEMS微振镜摆脱了笨重的马达、多发射/接收模组等机械运动装置,毫米级尺寸的微振镜较大程度上减少了激光雷达的尺寸,提高了稳定性;MEMS微振镜可减少激光发射器和探测器数量,极大地降低成本。缺点:有限的光学口径和扫描角度限制了Lidar的测距能力和FOV,大视场角需要多子视场拼接,这对点云拼接算法和点云稳定度要求都较高;抗冲击可靠性存疑;振镜尺寸问题:远距离探测需要较大的振镜,不但价格贵,对快轴/慢轴负担大,材质的耐久疲劳度存在风险,难以满足车规的DV、PV的可靠性、稳定性、冲击、跌落测试要求;悬臂梁:硅基MEMS的悬臂梁结构实际非常脆弱,快慢轴同时对微振镜进行反向扭动,外界的振动或冲击极易直接致其断裂。具备主动抗串扰能力,Mid - 360 在复杂室内雷达环境互不干扰。上海国产激光雷达价位
激光雷达的分辨率高,能够捕捉到细微的目标特征。上海国产激光雷达价位
激光雷达难点:当周边环境中存在透明介质 (如洁净水体) 时,位于透明介质内部或后方的目标能够被测到。由于光线在透明介质中会发生折射,被测目标实际上位于折射光路上,而测量结果则位于直线光路上,测量出的目标位置会发生偏差,此外,雷达也可能会收到两个反射回波,一个来自于透明介质内部或后方的实际目标表面的反射,另一个来自于不完全洁净的透明介质表面的漫反射,此时的测量结果不确定,有可能是介质表面,也可能是实际目标。上海国产激光雷达价位