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。在某些领域,激光雷达被用于侦察和目标识别。上海高精度激光雷达
激光雷达的市场概况:全球市场概况,激光雷达过去用于工业测绘、气象监测等领域,未来车载领域将成为较重要细分。气象监测、地形测绘与车载、机器人领域对激光雷达的技术要求不同,分属不同细分市场。下游需求刺激行业快速发展,激光雷达市场规模有望达百亿美元。受益于无人驾驶、高级辅助驾驶(ADAS)和服务机器人领域的需求,有望迎来高速增长期。据Velodyne预测,2022年智能驾驶将占总市场规模的60.5%,成为激光雷达产业较大的增长极,工业、无人机、机器人领域各占比24.4%、8.4%、4.2%。隧道激光雷达正规激光雷达在智能机器人导航中发挥着至关重要的作用。
当三维点较为稠密的时候,可以像视觉一样提取特征点和其周围的描述子,主要通过选择几何属性(如法线和曲率)比较有区分度的点,在计算其局部邻域的几何属性的统计得到关键点的描述子,而当处理目前市面上的激光雷达得到的单帧点云数据时,由于点云较为稀疏,主要依靠每个激光器在扫描时得到的环线根据曲率得到特征点。而有了两帧点云的数据根据配准得到了相对位姿变换关系后,我们便可以利用激光雷达传感器获得的数据来估计载体物体的位姿随时间的变化而改变的关系。比如我们可以利用当前帧和上一帧数据进行匹配,或者当前帧和累计堆叠出来的子地图进行匹配,得到位姿变换关系,从而实现里程计的作用。
激光雷达的应用:1、林业调绘,森林中的树木结构和高度的可视化是LiDAR应用真正成功的领域。但激光雷达真的能“穿透”树木吗?想象一下,你站在森林中间,抬头看。你能看到阳光吗?如果您可以看到光线透过,那么LiDAR也可以。当你知道树的高度和地面的高度时,你就会得到一个真正的垂直剖面,如果你真的想要一个3D植被结构,地面LiDAR也可以生成逼真的3D模型。其实,地球科学激光高度计系统(GLAS)是头一个从太空绘制森林地图的激光测距(LiDAR)仪器。2、确定土地用途,激光雷达分类代码包括地面、植被(低,中,高)、建筑、架空导线、公路、铁路和水等等,每个分类定义都来自反射的激光脉冲。甚至通过多期数据监测可以稳定地了解我们星球的动态变化,包括气候变化。激光雷达的轻便设计使其便于携带和操作。
楔形棱镜旋转雷达,收发模块的PLD(PulsedLaserDiode)发射出激光,通过反射镜和凸透镜变成平行光,扫描模块的两个旋转的棱镜改变光路,使激光从某个角度发射出去。激光打到物体上,反射后从原光路回来,被APD接收。与MEMSLidar相比,它可以做到很大的通光孔径,距离也会测得较远。与机械旋转Lidar相比,它极大地减少了激光发射和接收的线数,降低了对焦与标定的复杂度,大幅提升生产效率,降低成本。优点:非重复扫描,解决了机械式激光雷达的线式扫描导致漏检物体的问题;可实现随着扫描时间增加,达到近100%的视场覆盖率;没有电子元器件的旋转磨损,可靠性更高,符合车规。缺点:单个雷达的FOV较小,视场覆盖率取决于积分时间;独特的扫描方式使其点云的分布不同于传统机械旋转Lidar,需要算法适配。激光雷达的高稳定性使其在太空探测任务中备受青睐。广西单线激光雷达
览沃 Mid - 360 实现感知升维,助力移动机器人自主完成复杂环境建图。上海高精度激光雷达
现代雷达的波长一般是到米级别,例如火控雷达的波长是1-5厘米,汽车雷达的波长是1-10毫米。当波长进一步压缩(频率进一步提高),在红外线、可见光、紫外线区域即可激发出激光,用激光做探测源的雷达,称为激光雷达。1928年,德国的Landenburg(兰登伯格)在研究氛气色散现象实验间接证实了受激辐射的存在,也直接给出了受激辐射的发生条件是粒子数反转。1947年,Lamb(兰姆)和Reherford(雷瑟福)在氧原子光谱中发现了明显的受激辐射这是受激辐射头一次被实验验证,兰姆也因此在1955年获得了诺贝尔物理学奖。1950年,法国物理学家Kastler(卡斯特勒)提出了光学泵浦的方法。他也因为提出了这种利用光学于段研究微波谐振的方法而获诺贝尔奖。上海高精度激光雷达