反射率,反射率是指物体反射的辐射能量占总辐射能量的百分比,比如说某物体的反射率是20%,表示物体接收的激光辐射中有20%被反射出去了。不同物体的反射率不同,这主要取决于物体本身的性质(表面状况),如果反射率太低,那么激光雷达收不到反射回来的激光,导致检测不到障碍物。激光雷达一般要求物体表面的反射率在10%以上,用激光雷达采集高精度地图的时候,如果车道线的反射率太低,生成的高精度地图的车道线会不太清晰。扫描帧频,激光雷达点云数据更新的频率。对于混合固态激光雷达来说,也就是旋转镜每秒钟旋转的圈数,单位Hz。例如,10Hz即旋转镜每秒转10圈,同一方位的数据点更新10次。览沃 Mid - 360 作...
国内市场,中国是激光雷达未来的较大市场之一。根据麦肯锡的预测,中国将是全球较大的自动驾驶市场,也是高级辅助驾驶领域全球较大的新车销售市场。由于人口老龄化和产业升级的影响,需要在减少人力支出的情况下增加生产效率,通过无人驾驶、高级辅助驾驶、服务型机器人通过机器自动化工作来减少人力支出。在2022年中国激光雷达市场规模约为26.4亿元。根据预测,2023年中国激光雷达市场规模将达75.9亿元,2024年将达到139.6亿元。2022年全球靠前的激光雷达公司中,2家车载激光雷达公司都来自中国,分别是禾赛科技和速腾聚创。在政策端,国家近年来不断推出新的政策以支持激光雷达企业的成长与发展。激光雷达助无人...
反射强度,LiDAR 返回的每个数据中,除了根据速度和时间计算出的反射强度其实是指激光点回波功率和发射功率的比值。而激光的反射强度根据现有的光学模型,可以较好的刻画为以下模型。我们可以看到,激光点的反射率和距离的平方成反比,和物体的入射角成反比。入射角是入射光线与物体表面法线的夹角。时间戳和编码信息,LiDAR 通常从硬件层面支持授时,即有硬件 trigger 触发 LiDAR 数据,并支持给这一帧数据打上时间戳。通常会提供支持三种时间同步接口,IEEE 15882008同步,遵循精确时间协议,通过以太网对测量以及系统控制实现精确的时钟同步。激光雷达的工作原理基于光的传播速度和反射原理,实现高...
激光雷达的构成与分类:激光雷达的构成,激光雷达发展到现在,其结构精密且复杂,主要由激光系统、接收系统、信号处理单元和扫描模块四大主要组件构成。激光器以脉冲的方式点亮发射激光,照射到障碍物后对物体进行3D扫描,反射光线经由镜头组汇聚到接收器上。信号处理单元负责控制激光器的发射,并将接收到的模拟信号转为数字信号,然后进入主控芯片进行数据的处理和计算。进一步的,我们可以根据以下指标判断激光雷达的好坏。视场角,视场角决定了激光雷达能够看到的视野范围,分为水平视场角和垂直视场角,视场角越大,表示视野范围越大,反之则表示视野范围越小。Mid - 360 作为新选择,让移动机器人在更多场景精确感知环境。山西...
紧接着,一个激光雷达如果能在同一个空间内,按照设定好的角度发射多条激光,就能得到多条基于障碍物的反射信号。再配合时间范围、激光的扫描角度、GPS 位置和 INS 信息,经过数据处理后,这些信息配合x,y,z坐标,就会成为具有距离信息、空间位置信息等的三维立体信号,再基于软件算法组合起来,系统就可以得到线、面、体等各种相关参数,以此建立三维点云图,绘制出环境地图,就能变成汽车的“眼睛”。激光雷达是由激光发射单元和激光接收单元组成,发射单元的工作方式是向外发射激光束层,层数越多,精度也越高(如下图所示),不过这也意味着传感器尺寸越大。发射单元将激光发射出去后,当激光遇到障碍物会反射,从而被接收器接...
激光雷达的FOV,FOV指激光雷达能够探测到的视场范围,可以从垂直和水平两个维度以角度来衡量范围大小,下图比较形象的展示了激光雷达FOV范围,之所以要提到FOV是因为后面不同的技术路线基本都是为了能够实现对FOV区域内探测。垂直FOV:常见的车载激光雷达通常在25°,形状呈扇形;水平FOV:常见的机械式激光雷达可以达到360°范围,通常布置于车顶;常见的车载半固态激光雷达通常可以达到120°范围,形状呈扇形,可布置于车身或车顶。激光雷达在工业自动化中用于实时监测生产线上的物体的位置。深圳览沃激光雷达厂家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...
而如较新的 Livox Horizon 激光雷达,也包含了多回波信息及噪点信息,格式如下:每个标记信息由1字节组成:该字节中 bit7 和 bit6 为头一组,bit5 和 bit4 为第二组,bit3 和 bit2 为第三组,bit1 和 bit0 为第四组。第二组表示的是该采样点的回波次序。由于 Livox Horizon 采用同轴光路,即使外部无被测物体,其内部的光学系统也会产生一个回波,该回波记为第 0 个回波。随后,若激光出射方向存在可被探测的物体,则较先返回系统的激光回波记为第 1 个回波,随后为第 2 个回波,以此类推。如果被探测物体距离过近(例如 1.5m),第 1 个回波将会...
相关缩写:dToF:direct Time-of-Flight直接测量光的飞行时间;iToF:indirect Time-of-Flight通过测量相位偏移来间接测量光的飞行时间;PLD:脉冲激光二极管,一种激光雷达发光元件;APD:雪崩光二极管,一种激光雷达感光元件;SPAD:Single Photon Avalanche Diode单光子雪崩二极管,一种激光雷达感光元件;SiPM:Silicon photomultiplier硅光电倍增管,一种激光雷达感光元件;CMOS:Compound metal Oxided Semiconductor 复合金属氧化物半导体,一种摄像头感光元件;CCD...
脉冲同步(PPS),脉冲同步通过同步信号线实现数据同步。GPS同步(PPS+UTC),通过同步信号线和 UTC 时间(GPS 时间)实现数据同步。然后我们从 LiDAR 硬件得到一串数据包,需要过一次驱动才能将其解析成点云通用的格式,如 ROSMSG 或者 pcl 点云格式,以目前较普遍的旋转式激光雷达的数据为例,其数据为 10hz,即 LiDAR 在 0.1s 时间内转一圈,并将硬件得到的数据按照不同角度切成不同的 packet,以下便是一个 packet 数据包定义示意图。每一个 packet 包含了当前扇区所有点的数据,包含每个点的时间戳,每个点的 xyz 数据,每个点的发射强度,每个点...
行业上游供应商,激光雷达产业链可以分为上游(光学和电子元器件)、中游(集成激光雷达)、下游(不同应用场景)。其中上游为激光发射、激光接收、扫描系统和信息处理四大部分,包含大量的光学和电子元器件。中游为集成的激光雷达产品,下游包括测绘、无人驾驶汽车、高精度地图、服务机器人、无人机等众多应用领域。激光器和探测器是激光雷达的重要部件,激光器和探测器的性能、成本、可靠性与激光雷达产品的性能、成本、可靠性密切相关。激光雷达在安防领域实现了对入侵者的快速识别和追踪。天津觅道Mid-70激光雷达制造激光雷达,也称光学雷达(LIght Detection And Ranging)是激光探测与测距系统的简称,它...
激光雷达的分类,激光雷达行业具有较高的技术水准与技术壁垒,并同时具有技术创新能力强与产品迭代速度快的特征。其技术发展方向与半导体行业契合度高,激光雷达系统中主要的激光器、探测器、控制及处理单元均能从半导体行业的发展中受益,收发单元阵列化以及主要模块芯片化是未来的发展趋势。激光雷达可分成一维(1D)激光雷达、二维(2D)扫描激光雷达和三维(3D)扫描激光雷达。1D激光雷达只能用于线性的测距;2D扫描激光雷达只能在平面上扫描,可用于平面面积与平面形状的测绘,如家庭用的扫地机器人;3D扫描激光雷达可进行3D空间扫描,用于户外建筑测绘,它是驾驶辅助和自助式自动驾驶应用的重要车载传感设备。3D激光雷达可...
激光雷达的构成与分类:激光雷达的构成,激光雷达发展到现在,其结构精密且复杂,主要由激光系统、接收系统、信号处理单元和扫描模块四大主要组件构成。激光器以脉冲的方式点亮发射激光,照射到障碍物后对物体进行3D扫描,反射光线经由镜头组汇聚到接收器上。信号处理单元负责控制激光器的发射,并将接收到的模拟信号转为数字信号,然后进入主控芯片进行数据的处理和计算。进一步的,我们可以根据以下指标判断激光雷达的好坏。视场角,视场角决定了激光雷达能够看到的视野范围,分为水平视场角和垂直视场角,视场角越大,表示视野范围越大,反之则表示视野范围越小。10cm 小盲区,Mid - 360 配合小巧体积,实现移动机器人无死角...
相比于半固态式和固态式激光雷达,机械旋转式激光雷达的优势在于可以对周围环境进行360°的水平视场扫描,而半固态式和固态式激光雷达往往较高只能做到120°的水平视场扫描,且在视场范围内测距能力的均匀性差于机械旋转式激光雷达。由于无人驾驶汽车运行环境复杂,需要对周围360°的环境具有同等的感知能力,而机械旋转式激光雷达兼具360°水平视场角和测距能力远的优势,目前主流无人驾驶项目纷纷采用了机械旋转式激光雷达作为主要的感知传感器。管道检测使用激光雷达探查内部,预防泄漏等事故。三维激光雷达厂商我们可以根据 LiDAR 能描绘出稀疏的三维世界的特点,而扫描得到的障碍物点云通常又比背景更密集,通过分类聚类...
发射端与预定目标之间的大气杂质会产生虚假回波——这些大气杂质产生的虚假回波可能会非常强烈,以至于无法可靠的检测到来自预定目标物的回波信号。可用光功率限制——更高功率的光束可以提供更高的精度,但也更加昂贵。扫描速度——激光光源的工作频率可能对人眼造成危害并引发安全问题,然而我们可以通过其他方法来缓解这个问题。例如,固态LiDAR能够在不威胁人眼安全的波长下运行,并且还能照亮更广阔的区域。来自附近其他LiDAR装置的信号串扰可能会干扰目标信号。桥梁检测使用激光雷达识别病害,保障桥梁安全通行。车载激光雷达设备LiDAR的结构。激光雷达主要包括激光发射、接收、扫描器、透镜天线和信号处理电路组成。激光发...
辅助驾驶,在目前的L2/L3级高级辅助驾驶中,激光雷达可覆盖前向视场(水平视场角覆盖60°到120°)以实现自动跟车或者高速自适应巡航等功能。通过发射信号和反射信号的对比,构建出点云图,从而实现诸如目标距离、方位、速度、姿态、形状等信息的探测和识别。除了传统的障碍物检测以外,激光雷达还可以应用于车道线检测。优点在于测距远、精度高,获取信息丰富,抗源干扰能力强。自动驾驶,未来,L4/L5级无人驾驶应用的实现,有赖于激光雷达提供的感知信息。激光雷达是一种可以扫描周围环境并生成三维图像的传感器。它可以被用于识别障碍物、构建地图和定位车辆等应用场景。该级别应用需要面对复杂多变的行驶环境,对激光雷达性能...
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。安防监控运用激光雷达实时监测,及时发现入侵异常情...
工作原理,,与MEMS微振镜平动和扭转的形式不同,转镜是反射镜面围绕圆心不断旋转,从而实现激光的扫描。在转镜方案中,也存在一面扫描镜(一维转镜)和一纵一横两面扫描镜(二维转镜)两种技术路线。一维转镜线束与激光发生器数量一致,而二维转镜可以实现等效更多的线束,在集成难度和成本控制上存在优势。简而言之,使用转镜折射光线实现激光在FOV区域内的覆盖,通常与线光源配合使用,形成FOV面的覆盖,也可以与振镜组合使用,配合点光源形成FOV面的覆盖。环境监测时激光雷达追踪污染物,评估区域环境质量。江苏单线激光雷达制造激光雷达产业自诞生以来,紧跟底层器件的前沿发展,呈现出了技术水平高的突出特点。激光雷达厂商不...
工作原理,Flash原本的意思为快闪。而Flash激光雷达的原理也是快闪,不像MEMS或OPA的方案会去进行扫描,而是短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光,再以高度灵敏的接收器,来完成对环境周围图像的绘制。因此,Flash固态激光雷达属于非扫描式雷达,发射面阵光,是以2维或3维图像为重点输出内容的激光雷达。某种意义上,它有些类似于黑夜中的照相机,光源由自己主动发出。Flash激光雷达的成像原理是发射大面积激光一次照亮整个场景,然后使用多个传感器接收检测和反射光。但较大的问题是,这种工作模式需要非常高的激光功率。激光雷达的高精度三维成像为地质勘探提供了有力支持。甘肃激光雷达正规RSoft 工...
半固态—MEMS式激光雷达,MEMS全称Micro-Electro-Mechanical System(微机电系统),是将原本激光雷达的机械结构通过微电子技术集成到硅基芯片上。本质上而言MEMS激光雷达并没有做到完全取消机械结构,所以它是一种半固态激光雷达。工作原理,MEMS在硅基芯片上集成了体积十分精巧的微振镜,其主要结构是尺寸很小的悬臂梁——通过控制微小的镜面平动和扭转往复运动,将激光管反射到不同的角度完成扫描,而激光发生器本身固定不动。其次,MEMS的振动角度有限导致视场角比较小(小于120度),同时受限于MEMS微振镜的镜面尺寸,传统MEMS技术的有效探测距离只有50米,FOV角度只能...
视场角与分辨率,激光雷达视场角分为水平视场角和垂直视场角,水平视场角即为在水平方向上可以观测的角度范围,旋转式激光雷达旋转一周为 360°,所以水平视场角为 360°。垂直视场角为在垂直方向上可以观测的角度,一般为 40°。而它并不是对称均匀分布的,因为我们主要是需要扫描路面上的障碍物,而不是把激光打向天空,为了良好的利用激光,因此激光光束会尽量向下偏置一定的角度。并且为了达到既检测到障碍物,同时把激光束集中到中间感兴趣的部分,来更好的检测车辆,激光雷达的光束不是垂直均匀分布的,而是中间密,两边疏。 可以看到激光雷达的有一定的偏置,向上的角度为 15°,向下的为 25°,并且激光光束中间密集,...
半固态-棱镜式激光雷达,无人机厂商大疆孵化览沃科技(Livox)入局激光雷达,便是采用的棱镜式扫描方案,大疆利用其在无人机领域积累的电机精确调控技术及自动化产线,有信心克服棱镜轴承或衬套寿命的难题,也为其激光雷达技术构筑护城河。工作原理,棱镜式激光雷达也称为双楔形棱镜式激光雷达,内部包括两个楔形棱镜,激光在通过头一个楔形棱镜后发生一次偏转,通过第二个楔形棱镜后再一次发生偏转。控制两面棱镜的相对转速便可以控制激光束的扫描形态。与前面提到的扫描形式不同,棱镜激光雷达累积的扫描图案形状状若菊花,而并非一行一列的点云状态。这样的好处是只要相对速度控制得当,在同一位置长时间扫描几乎可以覆盖整个区域。园区...
激光雷达产业自诞生以来,紧跟底层器件的前沿发展,呈现出了技术水平高的突出特点。激光雷达厂商不断引入新的技术架构,提升探测性能并拓展应用领域:从激光器发明之初的单点激光雷达到后来的单线扫描激光雷达,以及在无人驾驶技术中获得普遍认可的多线扫描激光雷达,再到技术方案不断创新的固态式激光雷达、FMCW激光雷达,以及如今芯片化的发展趋势,激光雷达一直以来都是新兴技术发展及应用的表示。适用于实现部分视场角(如前向)的探测,因为不含机械扫描器件,其体积相较于其他架构较为紧凑。激光雷达在农业领域用于监测作物生长情况。辽宁隧道激光雷达测距准度:激光雷达探测得到距离数据与真值之间的差距,准度越高表示测量结果与真实...
国外厂商在激光器和探测器行业耕耘较久,产品的成熟度和可靠性上有更多的实践经验和优势,客户群体也更为普遍。国内厂商近些年发展迅速,产品性能已经基本接近国外供应链水平,并已经有通过车规认证(AEC-Q102)的国产激光器和探测器出现,元器件的车规化是车规级激光雷达实现的基础,国内厂商能够满足这一需求。相比国外厂商,国内厂商在产品的定制化上有较大的灵活性,价格也有一定优势。光学部件方面,激光雷达公司一般为自主研发设计,然后选择行业内的加工公司完成生产和加工工序。光学部件国内厂商的技术水平已经完全达到或超越国外供应链的水准,且有明显的成本优势,已经可以完全替代国外供应链和满足产品加工的需求。航空测绘依...
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...
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...
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...
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。从 2D 升至 3D 感知,览沃 Mid - 360 提升移动机器人室内建图定位效率。上海微波激光雷达价位当三维点较...
MEMS:MEMS激光雷达通过“振动”调整激光反射角度,实现扫描,激光发射器固定不动,但很考验接收器的能力,而且寿命同样是行业内的重大挑战。支撑振镜的悬臂梁角度有限,覆盖面很小,所以需要多个雷达进行共同拼接才能实现大视角覆盖,这就会在每个激光雷达扫描的边缘出现不均匀的畸变与重叠,不利于算法处理。另外,悬臂梁很细,机械寿命也有待进一步提升。振镜+转镜:在转镜的基础上加入振镜,转镜负责横向,振镜负责纵向,满足更宽泛的扫射角度,频率更高价格相比前两者更贵,但同样面临寿命问题。激光雷达在安防领域实现了对入侵者的快速识别和追踪。广东高精度激光雷达正规全固态激光雷达。顾名思义此激光雷达没有任何机械摆动结构...
测远能力: 一般指激光雷达对于10%低反射率目标物的较远探测距离。较近测量距离:激光雷达能够输出可靠探测数据的较近距离。测距盲区:从激光雷达外罩到较近测量距离之间的范围,这段距离内激光雷达无法获取有效的测量信号,无法对目标物信息进行反馈。角度盲区:激光雷达视场角范围没有覆盖的区域,系统无法获取这些区域内的目标物信息。角度分辨率:激光雷达相邻两个探测点之间的角度间隔,分为水平角度分辨率与垂直角度分辨率。相邻探测点之间角度间隔越小,对目标物的细节分辨能力越强。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。山东傲览Avia激光雷达激光光源,由于激光器发射的光线需要投射至...
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...