从自动驾驶技术发展来看,L0-L2阶段,传感器与控制系统的革新是主要变化;L3-L4阶段,感知与决策能力的增强是主要变化。L2、L3及L4级别的智能驾驶所需激光雷达台数分别为0台、1台和5台,激光雷达称为推动智能驾驶发展的重要因素。就国内市场而言,中国拥有世界较大的高级辅助驾驶和无人驾驶市场,成长空间也较为广阔。2020年11月发布的《智能网联汽车技术路线图(2.0版)》明确指出到2030年我国L2和L3级渗透率要超过70%。但激光雷达的技术路线仍然有其他的选项尚未成熟,市场目前依然处于群雄逐鹿的状态。伴随着在汽车行业的不断渗透与工业自动化的发展,激光雷达的投资机会可不断给到我们想象空间。激光雷达以其高分辨率成像能力,在无人机地形测绘中发挥着重要作用。北京安防激光雷达
给定两个来自不同坐标系的三维数据点集,找到两个点集空间的变换关系,使得两个点集能统一到同一坐标系统中,这个过程便称为配准。配准的目标是在全局坐标框架中找到单独获取的视图的相对位置和方向,使得它们之间的相交区域完全重叠。对于从不同视图(views)获取的每一组点云数据,点云数据很有可能是完全不相同的,需要一个能够将它们对齐在一起的单一点云模型,从而可以应用后续处理步骤,如分割和进行模型重建。目前对配准过程较常见的主要是 ICP 及其变种算法,NDT 算法,和基于特征提取的匹配。北京安防激光雷达360°x59° 超广 FOV,Mid - 360 助力移动机器人感知复杂 3D 环境。
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。
新思科技提供的多个光学和光子学工具,可用于支持LiDAR的系统级和元件级设计:CODE V 光学设计软件,用于在LiDAR系统中设计光学接收系统。光学设计应用:在 LiDAR系统中优化接收器上的圈入能量。使用CODE V优化LiDAR中的接收光学系统,LightTools 照明设计软件能模拟雨滴、雾霾等大气环境对光信号探测造成的影响,并能获取返回光程数据以解决飞行时间计算问题。用于 LiDAR 和激光光源的功能。使用LightTools模拟LiDAR光学系统,Photonic Solutions光子方案模拟工具,能够对LiDAR系统中的多个组件进行优化设计。管道检测使用激光雷达探查内部,预防泄漏等事故。
激光的诞生,光子入射到物质中,以刺激电子从较高能级过渡到较低能级,并发射光子。当原子处于某种激发态时,有能量合适的光子从该原子附近通过,该原子就会释放出一个具有同样电势能的光子,从而跃迁到低能级状态。入射光子和发射光子具有相同的波长和相位,该波长对应于两个能级之间的能量差。一个光子刺激一个原子发射另一个光子,因此产生两个相同的光子,1917年,爱因斯坦在量子理论的基础上提出了一个崭新的概念一一受激辐射:即在物质与辐射场的相互作用中,构成物质的原子或分子可以在光子的激励下产生光子。激光雷达的耐用性保证了其在恶劣环境下的长期稳定运行。北京安防激光雷达
激光雷达在管道检测中用于发现潜在的泄漏和损坏。北京安防激光雷达
不同类激光雷达的优缺点:机械旋转式激光雷达,机械旋转式Lidar的发射和接收模块存在宏观意义上的转动。在竖直方向上排布多组激光线束,发射模块以一定频率发射激光线,通过不断旋转发射头实现动态扫描。机械旋转Lidar分立的收发组件导致生产过程要人工光路对准,费时费力,可量产性差。目前有的机械旋转Lidar厂商在走芯片化的路线,将多线激光发射模组集成到一片芯片,提高生产效率和量产性,降低成本,减小旋转部件的大小和体积,使其更易过车规。优点:技术成熟;扫描速度快;可360度扫描。缺点:可量产性差:光路调试、装配复杂,生产效率低;价格贵:靠增加收发模块的数量实现高线束,元器件成本高,主机厂难以接受;难过车规:旋转部件体积/重量庞大,难以满足车规的严苛要求;造型不易于集成到车体。北京安防激光雷达